如图所示,两根等高光滑的

圆弧轨道,半径
l=0.4m、间距
L=1m,轨道电阻不计。在轨道顶端连有一阻值为
R=3Ω的电阻,整个装置处在一竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度为
B=0.5T,现将一根长度也为
L质量
m=0.5kg、电阻
r=2Ω的金属棒从轨道顶端
ab处由静止开始下滑,到达轨道底端
cd时对轨道的压力大小为重力的2倍。整个过程中金属棒与导轨接触良好.(
g=10m/s
2)求

(1)金属棒滑至最低点时所受的安培力
F;
(2)金属棒从
ab下滑到
cd过程中流过金属棒
ab的电量
q;
(3)金属棒从
ab下滑到
cd过程中电阻
R上产生的焦耳热
Q;
(4)若对金属棒施加一外力,使金属棒以4m/s的匀速率从轨道底端
cd运动到顶端
ab,这一过程中外力至少要做多少功?