如图1所示,
M1M4、
N1N4为平行放置的水平金属轨道,
M4P、
N4Q为平行放置的竖直圆孤金属轨道,
M4、
N4为切点,轨道间距
L=1.0m,整个装置左端接有阻值
R=0.5Ω的定值电阻。
M1M2N2N1、
M3M4N4N3为长方形区域I、II,I区域宽度
d1=0.5m,Ⅱ区域宽度
d2=0.4m;两区域之间的距离
s=1.0m;I区域内分布着变化规律如图2所示的匀强磁场
B1,方向竖直向上;区域Ⅱ内分布着匀强磁场
B2=0.5T,方向竖直向上。两磁场间的轨道与导体棒
CD间的动摩擦因数为

=0.2,
M3N3右侧的直轨道及圆弧轨道均光滑。质量
m=0.1kg,电阻
R0=0.5Ω的导体棒
CD自
t=0开始加上垂直于棒的水平恒力
F=1.0N,从
M2N2处由静止开始运动,到达
M3N3处撤去恒力
F,
CD棒穿过匀强磁场区上滑后又恰好返回停在
M2N2。若轨道电阻、空气阻力不计,运动过程中导体棒与轨道接触良好且始终与轨道垂直,求:

(1)
CD棒从
M2N2处运动到
M3N3处所需要的时间
(2)
CD棒从开始运动到第一次通过
M4N4过程通过
R的电量
(3)在整个运动过程中
CD棒上产生的焦耳热
Q。