学进去

一位大学生在研究电磁感应问题时设计了如下实验。实验装置如图所示，水平放置的金属轨道，FM与平行，相距，NZ与平行，相距，轨道间区域被边界、和分成Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四个区域，其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ处于竖直向下的匀强磁场中，Ⅲ处于水平向左的磁场中，磁场磁感应强度的大小均为。轨道上放置着AB、CD两根金属棒，位置如图所示。两金属棒质量均为，电阻均为，其中AB棒在Ⅰ区域运动时接入电路的有效电阻为。时，AB棒有向右的初速度，CD棒的速度为0（此后各运动过程，两棒与导轨都始终垂直且接触良好），在CD棒到达时AB棒恰好到达，且两棒均已匀速。此时开始给AB棒一个外力，使AB棒在Ⅱ区域做匀加速运动，发现该外力随时间每秒增加4N，且CD棒在Ⅲ区域的运动时间为1s。当CD棒到达时，撤去AB棒外力。此后AB棒继续在Ⅱ区域运动，CD棒在Ⅳ区域运动，直到两者稳定。所有轨道电阻不计，Ⅲ区域轨道粗糙，，其他轨道光滑，g取。求：
（1）时，AB棒两端的电势差；
（2）当CD棒到达时，AB棒的速度大小以及当CD棒到达时AB棒的速度大小；
（3）CD棒在区域运动过程中整个回路产生的焦耳热Q。