1. (2021高二下·德州期中) 間距為l的兩平行金屬導軌固定在水平面上，如圖甲所示。導軌的一部分處于寬度為3L的勻強磁場區(qū)間中，磁感應強度隨時間變化的圖像如圖乙所示，在磁場區(qū)間內(nèi)鎖定放置“聯(lián)動雙桿”（由兩根相同的金屬桿ab和cd用長度為L的剛性絕緣輕桿連接構成），其中cd桿恰好位于磁場內(nèi)部。t=0時刻，一金屬桿ef從左側以速度v₀=12m/s滑向“聯(lián)動雙桿”。t=5s時桿ef與“聯(lián)動雙桿”發(fā)生碰撞（碰撞前解除鎖定），碰后桿ef和cd合在一起形成“聯(lián)動三桿”。為使“聯(lián)動三桿”恰好能從磁場區(qū)間滑出，在桿ef和cd碰撞后立即對“聯(lián)動三桿”施加一平行導軌的水平恒力F ， 并在桿ab到達磁場右邊界時撤去。已知桿ab、cd和ef的質量均為m=0.1kg，長度均為l=0.5m，電阻均為R=0.02Ω，L=0.3m。運動過程中，桿ab、cd和ef與導軌始終接觸良好，且保持與導軌垂直，不計摩擦阻力和導軌電阻，忽略磁場邊界效應，規(guī)定垂直紙面向里為磁場正方向。求：

1. （1） 在t=4s時，流過桿ab的電流I的大小和方向；
3. （2） “聯(lián)動三桿”在磁場區(qū)間所受的水平恒力F；
5. （3） 桿ab兩端電壓U_ab與“聯(lián)動三桿”位移大小x的關系。