如圖所示，一半徑為r=1m水平金屬圓環(huán)，其上固定一電阻為R=1Ω的金屬棒，金屬棒隨圓環(huán)繞豎直軸以角速度ω=2rad/s勻速轉動，圓環(huán)內存在豎直向上的勻強磁場I。轉軸及圓環(huán)邊緣通過電刷與間距d=2m的平行軌道M₁M₂M₃M₄-N₁N₂N₃N₄相連，軌道上M₂、N₂兩處用長度不計的絕緣材料平滑連接水平和傾斜金屬軌道。水平軌道右側M₁M₂N₂N₁區(qū)域存在方向豎直向上的勻強磁場Ⅱ。金屬棒a靠近磁場Ⅱ右邊界處垂直軌道放置，長為l=1m不可伸長的輕繩連接傾斜軌道上的金屬棒b,輕繩伸直但不繃緊。傾斜軌道末端連一阻值R₀=0.5Ω的電阻，M₃M₄N₄N₃區(qū)域存在寬度s=1.1m,垂直軌道平面向上的勻強磁場Ⅲ。開始b棒被固定，閉合開關后，a棒被彈出磁場Ⅱ的瞬間釋放b棒，并開始計時。絕緣材料上方有一小段光滑圓弧，使a棒通過絕緣軌道時速度大小不變，方向變?yōu)檠貎A斜軌道向下。當t=1s時，a棒與b棒恰好同時到達磁場Ⅲ上邊界并發(fā)生碰撞，碰撞后兩棒粘在一起，并勻速通過磁場Ⅲ。已知傾斜軌道的傾角θ=30°，a、b棒質量均為m=1kg,電阻均為R=1Ω，勻強磁場Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的磁感應強度分別為B₁=1T，B₂=5T，B₃如圖乙所示，不計一切阻力，求：
（1）開關閉合瞬間，a棒兩端的電壓U；
（2）a棒彈出瞬間通過其電荷量q；
（3）a、b棒在傾斜軌道上運動時，整個電路產生的焦耳熱Q。