如图所示,两足够长的光滑金属导轨水平平行放置,相距L=1m,一阻值为

的电阻通过导线与两导轨相连,导轨之间存在着方向相反的有界匀强磁场区域Ⅰ、Ⅱ,方向均与导轨平面垂直,磁场宽度均为

。区域Ⅰ的磁场

是方向向外且磁场边界满足

图像的有界磁场。区域Ⅱ内存在于

区域内且方向向里且充满导轨间的方形磁场

。已知:

。一根略长于导轨宽度的导体棒其质量为

,在外力F的作用下,从

位置匀速地经过磁场,速度为2m/s。导体棒的有效电阻为

。导体在经过区域Ⅰ时的最大感应电动势的值为10V。(导线及导轨上电阻忽略不计)

求:
(1)求解

各是多大?
(2)导体棒在经过整个磁场区域这一过程中,电流有效值
(3)导体棒在通过磁场时,外力F的平均功率P。
(4)若以一定初速度从x=0位置将导体棒推进匀强磁场,并使它能够穿过整个磁场区域,求它的初速度至少为多少?(已知:函数

在半个周期内与

轴围成“面积”为2)