如图所示,在匀强磁场中竖直放置两条足够长的平行导轨,磁场方向与导轨所在平面垂直,磁感应强度大小为
B0,导轨上端连接一阻值为
R的电阻和开关S,导轨电阻不计,两金属棒
a和
b的电阻都为
R,质量分别为
ma=0.02 kg和
mb=0.01 kg,它们与导轨接触良好,并可沿导轨无摩擦地运动,若将
b棒固定,开关S断开,用一竖直向上的恒力
F拉
a棒,稳定后
a棒以
v1=10 m/s的速度向上匀速运动,此时再释放
b棒,
b棒恰能保持静止。取
g=10 m/s
2。

(1)求拉力
F的大小;
(2)若将
a棒固定,开关S闭合,让
b棒自由下滑,求
b棒滑行的最大速度
v2;
(3)若将
a棒和
b棒都固定,开关S断开,使磁感应强度从
B0随时间均匀增加,经0.1 s后磁感应强度增大到2
B0时,
a棒受到的安培力大小正好等于
a棒的重力,求两棒间的距离。