如圖1所示，固定于水平面的U形導(dǎo)體框處于豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，導(dǎo)體框兩平行導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)，左端接一電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)阻為r的電源。一質(zhì)量為m、電阻為R的導(dǎo)體棒ab垂直導(dǎo)體框放置并接觸良好。閉合開關(guān)S，導(dǎo)體棒從靜止開始運(yùn)動(dòng)．忽略一切阻力和導(dǎo)體框的電阻，平行軌道足夠長(zhǎng)。

（1）計(jì)算當(dāng)導(dǎo)體棒速度為v時(shí)回路中的電流大小，并求出導(dǎo)體棒達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)的速度；
（2）計(jì)算閉合開關(guān)后，導(dǎo)體棒由靜止開始到達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)的過(guò)程中，回路產(chǎn)生的內(nèi)能Q_內(nèi)；
（3）如果將導(dǎo)體棒左側(cè)通過(guò)輕繩和光滑定滑輪連接質(zhì)量為M的重物（如圖2所示），導(dǎo)體棒向右運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中可以將重物提升一定高度，這就是一種簡(jiǎn)化的直流電動(dòng)機(jī)模型，被提升的重物M即為電動(dòng)機(jī)的負(fù)載。電動(dòng)機(jī)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后，如果增加負(fù)載，可以通過(guò)調(diào)節(jié)導(dǎo)體棒的速度達(dá)到新的穩(wěn)定狀態(tài)。請(qǐng)分析說(shuō)明這個(gè)過(guò)程中導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng)情況，并推導(dǎo)穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)物體勻速上升的速度v₁與負(fù)載Mg的函數(shù)關(guān)系式。