如圖所示，等間距的兩光滑金屬導軌由足夠長的水平直軌和傾斜直軌在PQ處平滑連接組成。PQ與導軌垂直，導軌間距為L，水平直軌在同一水平面內，處于磁感應強度大小為B、方向豎直向上的勻強磁場中。水平直軌左側有直流電源、電容為C的電容器和定值電阻R，長度為L、質量為2m、電阻為2R的金屬棒M靜置在水平直軌上，金屬棒M距電阻R足夠遠，質量為m的絕緣棒N被控制靜置于傾斜直軌上，絕緣棒N距水平軌道高度為h,不計金屬導軌電阻。開始時，開關S₂斷開，將單刀雙擲開關S₁接“1”，使電容器完全充電，然后S₁接“2”，金屬棒M從靜止開始加速運動至穩定速度后，當金屬棒M到PQ的距離為d時，S₁立即與“2”斷開、同時閉合S₂，金屬棒M運動至PQ處時，恰好與從傾斜直軌上由靜止開始自由下滑的絕緣棒N在PQ處發生彈性碰撞，碰撞時間極短可不計，隨后絕緣棒N能在傾斜直軌上到達的最大高度為

25

9

h

。已知以后絕緣棒N與金屬棒M每次再發生碰撞時金屬棒M均已停止運動，所有碰撞均為彈性碰撞，整個運動過程中，M、N始終與導軌垂直并接觸良好，兩棒粗細不計，重力加速度為g。求：

（1）發生第1次碰撞后瞬時，絕緣棒N與金屬棒M各自速度大小；
（2）直流電源電動勢E；
（3）發生第1次碰撞后到最終兩棒都停止運動的全過程中，金屬棒M的位移大小。