相距L=1.5m的足够长金属导轨竖直放置,质量为m1=1.0kg的金属棒ab和质量为m2=0.27kg的金属棒cd均通过棒两端的套环水平地套在金属导轨上,确保金属棒与金属导轨良好接触,如图(a)所示。虚线上方磁场方向垂直纸面向里,虚线下方磁场方向竖直向下,两处磁场磁感应强度大小相同。ab棒光滑,cd棒与导轨间动摩擦因数为μ=0.75,两棒总电阻为R=1.8Ω,导轨电阻不计。现有一方向竖直向下、大小按图(b)所示规律变化的外力F作用在ab棒上,使棒从静止开始沿导轨匀加速运动,与此同时cd棒也由静止释放。取重力加速度g=10m/s2。求:
(1)磁感应强度B的大小和ab棒的加速度大小;
(2)若在2s内外力F做功40J,则这一过程中两金属棒产生的总焦耳热是多少?
(3)判断cd棒将做怎样的运动,并求出cd棒达到最大速度所需的时间t0。