如图甲所示,平行长直导轨

、

水平放置,两导轨间距

,导轨左端

间接有一阻值

的定值电阻,导体棒

的质量

,与导轨间的动摩擦因数

,导体棒垂直于导轨放在距离左端为

处,导轨和导体棒始终接触良好,电阻均忽略不计,最大静摩擦力等于滑动摩擦力.整个装置处在范围足够大的匀强磁场中,

时刻,磁场方向竖直向下,此后磁感应强度

随时间

的变化如图乙所示,不计感应电流磁场的影响,重力加速度

取

.

(1)求

时

棒所受到的安培力

;
(2)分析前3s时间内

棒的运动情况并求前3s内

棒所爱的摩擦力

随时间

变化的关系式;
(3)

时,突然使

棒获得向右的速度

,同时垂直于棒施加一方向水平、大小可变化的外力

,使棒的加速度大小恒为

、方向向左.求从

到

的时间内通过电阻的电荷量

.