如图(甲)所示,M
1M
4、N
1N
4为平行放置的水平金属轨道,M
4P、N
4Q为相同半径,平行放置的竖直半圆形金属轨道,M
4、N
4为切点,P、Q为半圆轨道的最高点,轨道间距L=1.0m,圆轨道半径r=0.32m,整个装置左端接有阻值R=0.5Ω的定值电阻.M
1M
2N
2N
1、M
3M
4N
4N
3为等大的长方形区域Ⅰ、Ⅱ,两区域宽度 d=0.5m,两区域之间的距离s=1.0m;区域Ⅰ内分布着均匀的变化的磁场B
1,变化规律如图(乙)所示,规定竖直向上为B
1的正方向;区域Ⅱ内分布着匀强磁场B
2,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μ=0.2,M
3N
3右侧的直轨道及半圆形轨道均光滑.质量m=0.1kg,电阻R
0=0.5Ω的导体棒CD在垂直于棒的水平恒力F拉动下,从M
2N
2处由静止开始运动,到达M
3N
3处撤去恒力F,CD棒匀速地穿过匀强磁场区,恰好通过半圆形轨道的最高点PQ处.若轨道电阻、空气阻力不计,运动过程导棒与轨道接触良好且始终与轨道垂直,g取10m/s
2求:

(1)水平恒力F的大小;
(2)CD棒在直轨道上运动过程中电阻R上产生的热量Q.