学进去

如图所示，水平金属圆环由沿半径方向的金属杆连接，外环和内环的半径分别为，，圆环区域存在方向竖直向上，磁感应强度大小的匀强磁场，金属圆环以角速度绕中心轴线转动。金属环电阻不计，金属杆电阻，两环通过电刷分别与间距的两条不计电阻的平行光滑金属导轨MQN、连接，其中MQ、段倾斜放置，倾斜角，，QN，段水平放置，两段之间通过一小段（大小可忽略）光滑圆弧绝缘材料平滑相连，在Q和两端向下引出两根无电阻的金属导线通过电键与一电容量的电容器相连，在N和两端与电阻相连，在倾斜导轨MQ、区域内加有垂直于倾斜导轨平面向下的匀强磁场，在水平导轨的区域内加有垂直水平导轨平面向上的匀强磁场，、均与导轨垂直，且，U形金属框cdef除c、f横截面处外其他表面都有绝缘层（与导轨间绝缘），U形金属框质量为3m，每边电阻均为，各边长度均为，开始时紧挨导轨静置于左侧外。现有一不计电阻的质量为m的金属棒a紧贴放置，合上电键时金属棒恰好静止在导轨上。（）
（1）求金属棒a的质量m；
（2）断开同时闭合，金属棒a向下滑行，求金属棒a到达倾斜导轨底端时的速度大小；
（3）金属棒a越过后与U形金属框发生碰撞，碰后黏在一起（金属棒a与导轨及U形金属框都接触良好）穿过磁场区域，求此过程中电阻R上产生的焦耳热。