如图所示,有金属导轨

和

,

与

平行、

与

平行,且间距均为

,

与水平面夹角为

,

水平,

、

连接与

、

均垂直.均匀金属棒

和

质量均为

,电阻均为

,

棒垂直放在倾斜导轨上,由导轨上的小立柱

和

阻挡而静止,且处在垂直倾斜导轨平面向下、磁感应强度大小为

的匀强磁场中,以

为原点、

指向

方向为正方向的建立

轴,水平导轨处于方向竖直向下的磁场中,且磁场的磁感应强度大小为

.

时

棒位于水平导轨上与

重合,在水平外力的作用下沿

轴正方向以速度

做匀速运动.不计各导轨的电阻和一切摩擦阻力,两金属棒与导轨保持良好接触,忽略感应电流产生的磁场,重力加速度为

.求:

(1)若

,则外力

的大小.
(2)若

(

为常量),从

到

棒刚好与小立柱

和

的弹力为零的时间内,

棒运动的距离

.
(3)若

(

为常量),当

棒与小立柱

和

的弹力刚好为零时,立即撤去小立柱

和

,通过改变

棒的速度使

棒始终静止,则

棒再移动距离

过程中

棒产生的通过

棒某横截面的电量

和焦耳热

.