(15分)如图所示,处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距

m,导轨平面与水平面成

角,上端连接阻值为

的电阻.匀强磁场方向与导轨平面垂直,磁感应强度

T.质量为

kg、电阻为

的金属棒

,以初速度

从导轨底端向上滑行,金属棒

在安培力和一平行于导轨平面的外力

的共同作用下做匀变速直线运动,速度-时间图像如图所示.设金属棒与导轨垂直并保持良好接触,它们之间的动摩擦因数为

.(

m/s
2,

,

),求:

(1)金属棒产生的感应电动势的最大值和电阻

消耗的最大功率?
(2)当金属棒速度为向上3m/s时施加在金属棒上外力F的大小和方向?
(3)请求出金属棒在整个运动过程中外力

随时间t变化的函数关系式.