如圖所示，在勻強(qiáng)磁場中水平放置兩條足夠長的光滑平行導(dǎo)軌，磁場方向與導(dǎo)軌所在平面垂直，以虛線為界，左邊和右邊的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B₁=2B₂=2B，導(dǎo)軌間距為L。導(dǎo)軌左端連接一內(nèi)阻不計、電動勢為E的電源，單刀雙擲開關(guān)K和電容為C的電容器相連。由同種材料制成的、長度均為L的金屬棒ab和cd分別放置于虛線左側(cè)和右側(cè)，它們與虛線的距離足夠大，與導(dǎo)軌接觸良好。金屬棒ab和cd的質(zhì)量分別為2m和m,其中金屬棒ab的電阻為R。金屬棒ab和cd之間有一開關(guān)S（斷開），導(dǎo)軌電阻不計。
（1）將單刀雙擲開關(guān)K置于1為電容器充電，求穩(wěn)定時電容器帶的電荷量q₀；
（2）充電結(jié)束后，將單刀雙擲開關(guān)K置于2，求金屬棒ab運(yùn)動的最大速度v₀。
（3）棒ab的速度達(dá)到最大后，斷開單刀雙擲開關(guān)，同時閉合開關(guān)S，求金屬棒cd產(chǎn)生的最大焦耳熱Q_cd。