如图所示,间距为

、半径为

的内壁光滑的

圆弧固定轨道,右端通过导线接有阻值为

的电阻,圆弧轨道处于竖直向上的匀强磁场中,磁场的磁感应强度为

。质量为

、电阻为

、长度也为

的金属棒,从与圆心等高的

处由静止开始下滑,到达底端

时,对轨道的压力恰好等于金属棒的重力2倍,不计导轨和导线的电阻,空气阻力忽略不计,重力加速度为

。求:

(1)金属棒到达底端时,电阻

两端的电压

多大;
(2)金属棒从

处由静止开始下滑,到达底端

的过程中,通过电阻

的电量

;
(3)用外力将金属棒以恒定的速率

从轨道的低端

拉回与圆心等高的

处的过程中,电阻

产生的热量

。