(本大题18分)如图(A)所示,固定于水平桌面上的金属架
cdef,处在一竖直向下的匀强磁场中,磁感强度的大小为
B0,金属棒
ab搁在框架上,可无摩擦地滑动,此时
adeb构成一个边长为
l的正方形,金属棒的电阻为
r,其余部分的电阻不计。从
t=0的时刻起,磁场开始均匀增加,磁感强度变化率的大小为
k(
k=

)。求:

(1)用垂直于金属棒的水平拉力
F使金属棒保持静止,写出
F的大小随时间
t变化的关系式。
(2)如果竖直向下的磁场是非均匀增大的(即
k不是常数),金属棒以速度
v0向什么方向匀速运动时,可使金属棒中始终不产生感应电流,写出该磁感强度
Bt随时间
t变化的关系式。
(3)如果非均匀变化磁场在0—
t1时间内的方向竖直向下,在
t1—
t2时间内的方向竖直向上,若
t=0时刻和
t1时刻磁感强度的大小均为
B0,且
adeb的面积均为
l2。当金属棒按图(B)中的规律运动时,为使金属棒中始终不产生感应电流,请在图(C)中示意地画出变化的磁场的磁感强度
Bt随时间变化的图像(
t1-
t0=
t2-
t1<

)