如圖所示為某研究小組設(shè)計的電磁炮供彈和發(fā)射裝置。裝置由傾角θ=37°的傾斜導(dǎo)軌和水平導(dǎo)軌在AB處平滑連接而成，電磁炮發(fā)射位置CD與AB相距x=0.4m,傾斜導(dǎo)軌處有垂直導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B₁，ABCD區(qū)域無磁場，CD處及右側(cè)有豎直向上的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B₂。傾斜導(dǎo)軌頂端的單刀雙擲開關(guān)可連接阻值R=1.5Ω的電阻和電容C=1.0F的電容器。質(zhì)量m=2.0kg、長度L=1.0m、電阻r=0.5Ω的金屬桿ab代替電磁炮彈，金屬桿與傾斜導(dǎo)軌間動摩擦因數(shù)均為μ₁=0.2，和ABCD區(qū)域?qū)к壷g動摩擦因數(shù)為μ₂=0.5，CD右側(cè)導(dǎo)軌光滑且足夠長。供彈過程：開關(guān)打到S₁處，金屬桿從傾斜導(dǎo)軌某個位置及以上任意位置由靜止釋放，金屬桿最終都恰好精確停在CD處；發(fā)射過程：開關(guān)打到S₂處，連接電壓U=100V電容器，金屬桿從CD位置開始向右加速發(fā)射。已知導(dǎo)軌間距為L=1.0m,sin37°=0.6，cos37°=0.8，取g=10m/s²，不計空氣阻力。
（1）供彈過程
①金屬桿運(yùn)動到AB時刻，桿ab中電流方向?yàn)?

b-a

b-a

（填“a-b”或“b-a”），a端電勢

高

高

于b端電勢（填“高”、“低”或“等”）。
②金屬桿到達(dá)AB處時速度為

2

2

m/s,從AB到CD所用時間為

0.4

0.4

s。
③為精確供彈，磁感應(yīng)強(qiáng)度B₁的大小為

2

55

5

2

55

5

T：3。
④如果某次金屬桿在傾斜軌道上距AB所在水平面高5m處由靜止釋放，運(yùn)動到AB過程中電阻R的發(fā)熱量；
（2）發(fā)射過程
①如果CD右側(cè)導(dǎo)軌光滑且足夠長，則開關(guān)打到S₂處后金屬桿的運(yùn)動情況為

B

B

。
A、勻加速運(yùn)動
B、先是加速度變小的加速運(yùn)動，后是勻速運(yùn)動
C、勻速運(yùn)動
D、先是加速度變大的加速運(yùn)動，后是勻速運(yùn)動
②當(dāng)B₂多大時，金屬桿發(fā)射的最終速度最大？最大速度為多少？
（3）某次充填過程中，操作員沒有給電容器充電，然后將傾斜導(dǎo)軌頂端的單刀雙擲開關(guān)錯誤地打到S₂處后靜止釋放金屬桿，試分析說明金屬桿在傾斜軌道將做什么運(yùn)動？如果B₁=3T，金屬桿的釋放點(diǎn)離AB的距離為10m,則金屬桿從釋放到下滑到AB的時間為多少？