如图所示,水平放置的足够长的平行金属导轨
MN,
PQ的一端接有电阻
R0,不计电阻的导体棒
ab静置在导轨的左端
MP处,并与
MN垂直.以导轨
PQ的左端为坐标原点
O,建立直角坐标系
xOy,
Ox轴沿
PQ方向.每根导轨单位长度的电阻为
r.垂直于导轨平面的非匀强磁场磁感应强度在
y轴方向不变,在
x轴方向上的变化规律为:
B=
B0+
kx,并且
x≥0.现在导体棒中点施加一垂直于棒的水平拉力
F,使导体棒由静止开始向右做匀加速直线运动,加速度大小为
a.设导体棒的质量为
m,两导轨间距为
L.不计导体棒与导轨间的摩擦,导体棒与导轨接触良好,不计其余部分的电阻.

(1)请通过分析推导出水平拉力
F的大小随横坐标
x变化的关系式;
(2)如果已知导体棒从
x=0运动到
x=
x0的过程中,力
F做的功为
W,求此过程回路中产生的焦耳热
Q;
(3)若
B0=0.1 T,
k=0.2 T/m,
R0=0.1 Ω,
r=0.1 Ω/m,
L=0.5 m,
a=4 m/s
2,求导体棒从
x=0运动到
x=1 m的过程中,通过电阻
R0的电荷量
q.