[四川蓉城名校2018联考]两平行且电阻不计的金属导轨相距

,金属导由水平和倾斜两部分(均足够长)良好对接,倾斜部分与水平方向的夹角为

,整个装置处在竖直向上、磁感应强度

的匀强磁场中.长度也为

的金属棒

和

垂直导轨并置于导轨上,且与导轨良好接触,质量均为

,电阻分别为

.

置于导轨的水平部分,与导轨间的动摩擦因数为

,

置于导轨的倾斜部分,导轨倾斜部分光滑.从

时刻起,

棒在水平且垂直于

棒的外力

的作用下由静止开始向右做匀加速直线运动,金属棒

在力

的作用下保持静止,

平行于倾斜导轨平面且垂直于金属棒

.当

时,

棒消耗的电功率为

.已知

,重力加速度

取

.求:

(1)金属棒

做匀加速直线运动的加速度大小;
(2)求

时作用在

棒上的

;
(3)改变

的作用规律,使

棒运动的位移

与速度

满足

的关系,要求

棒仍然要保持静止状态,求

棒从静止开始运动至

的过程中,作用在

棒上的力

所做的功(结果可用分数表示).