如图所示,两根金属平行导轨
MN和
PQ放在水平面上,左端向上弯曲且光滑,导轨间距为
L,电阻不计。水平段导轨所处空间有两个有界匀强磁场,相距一段距离不重叠,磁场Ⅰ左边界在水平段导轨的最左端,磁感强度大小为
B,方向竖直向上;磁场Ⅱ的磁感应强度大小为2
B,方向竖直向下。质量均为
m、电阻均为
R的金属棒
a和
b垂直导轨放置在其上,金属棒
b置于磁场Ⅱ的右边界
CD处。现将金属棒a从弯曲导轨上某一高处由静止释放,使其沿导轨运动。设两金属棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好。
(1)若水平段导轨粗糙,两金属棒与水平段导轨间的最大摩擦力均为

,将金属棒
a从距水平面高度
h处由静止释放。求:
①金属棒
a刚进入磁场Ⅰ时,通过金属棒
b的电流大小;
②若金属棒
a在磁场Ⅰ内运动过程中,金属棒
b能在导轨上保持静止,通过计算分析金属棒
a释放时的高度
h应满足的条件;
(2)若水平段导轨是光滑的,将金属棒
a仍从高度
h处由静止释放,使其进入磁场Ⅰ。设两磁场区域足够大,求金属棒
a在磁场Ⅰ内运动过程中,金属棒
b中可能产生焦耳热的最大值。