如图所示,两足够长的光滑平行导轨固定在水平面内,处于磁感应强度大小为
B、方向竖直向上的匀强磁场中,导轨间距为
L,一端连接阻值为
R的电阻.一金属棒垂直导轨放置,质量为
m,接入电路的电阻为
r.在金属棒中点对棒施加一个水平向右、平行于导轨的拉力,棒与导轨始终接触良好,导轨电阻不计,重力加速度为
g.


(1)若金属棒以速度
v0做匀速运动,求棒受到的拉力大小
F1;
(2)若金属棒在水平拉力
F2作用下,棒运动的速度
v随时间
t按余弦规律变化,如图乙所示,取水平向右为正方向,从
t=0时刻开始到第一次运动到最右端时的距离为
x.求此过程中通过电阻
R的电荷量
q;
(3)在(2)的情况下,求
t=0到
t=
T的过程中,整个回路产生的热量
Q以及拉力
F2做的功
W.