如图所示,电阻不计的光滑倾斜金属导轨ab、cd,间距l=1 m,与水平面的夹角θ=37°,ac间连接R=3.0Ω的电阻。空间充满B
0
=2 T匀强磁场,方向垂直于导轨平面向上。质量m=0.5 kg的金属棒MN接入电路的有效阻值r=1.0Ω,在距ac为x
0
=0.5 m的导轨上由静止释放,金属棒向下运动的过程中始终与ac平行且与导轨接触良好。金属导轨足够长,g取10 m/s
2
,sin37°=0.6,cos37°=0.8。
(1)求金属棒能够达到的最大速度v
m
。
(2)若金属棒刚达到最大速度时回路产生的焦耳热Q=1.35 J,求金属棒向下滑行的距离x及通过电阻R的电荷量q。
(3)若将由静止释放金属棒的时刻记作t=0,从此时刻开始,为使金属棒中不产生感应电流,可让磁感应强度按一定的规律变化。试写出磁感应强度B随时间t变化的表达式。