如图所示,固定在水平面上间距为

的两条平行光滑金属导轨,垂直于导轨放置的两根金属棒

和

长度也为

、电阻均为

,两棒与导轨始终接触良好。

两端通过开关

与电阻为

的单匝金属线圈相连,线圈内存在竖直向下均匀增加的磁场,磁通量变化率为常量

。图中虚线右侧有垂直于导轨平面向下的匀强磁场,磁感应强度大小为

。

的质量为

,金属导轨足够长,电阻忽略不计。

(1)闭合

,若使

保持静止,需在其上加多大的水平恒力

,并指出其方向;
(2)断开

,

在上述恒力作用下,由静止开始到速度大小为

的加速过程中流过

的电荷量为

,求该过程安培力做的功

。