如图甲所示,平行长直光滑金属导轨水平放置,间距L=0.4 m,导轨右端接有阻值R=1 Ω的电阻,导体棒垂直导轨放置在导轨上,且接触良好,导体棒及导轨的电阻均不计.导轨间有一方向竖直向下的匀强磁场,磁场区域的边界满足曲线方程y=0.4sin(
x)(0≤
x≤0.4 m,
y的单位:m),磁感应强度
B的大小随时间
t变化的规律如图乙所示.零时刻开始,棒从导轨左端开始向右匀速运动,1 s后刚好进入磁场,若使棒在外力
F作用下始终以速度
v=2 m/s做匀速直线运动,求:


(1)棒进入磁场前,回路中的电流的方向;
(2)棒在运动过程中外力
F的最大功率;
(3)棒通过磁场区域的过程中电阻
R上产生的焦耳热.