1. (2022·浙江模擬) 某研發(fā)小組設計了一個臂力測試儀。裝置的簡化原理圖如圖甲所示，兩平行金屬導軌、豎直放置，兩者間距為 ， 在、間和、間分別接一個阻值為的電阻，在兩導軌間矩形區(qū)域內(nèi)有垂直導軌平面向里、寬為的磁場。一質(zhì)量為、長為、電阻為的導體棒垂直放置在導軌上，導體棒與彈簧相連，彈簧下端固定，彈簧伸至原長后其頂端恰好與在同一條直線上。測試者利用臂力將導體棒向下壓至某位置后釋放，導體棒向上運動經(jīng)過時，會與處的壓力傳感器發(fā)生撞擊（圖乙為裝置的側(cè)視圖），壓力傳感器可以顯示撞擊力的大小，以此來反映臂力的大小。

1. （1） 為測試其電特性，進行如下實驗：磁場區(qū)域內(nèi)的磁感應強度如圖丙所示，、、為已知量。請作出流過、的電流（順時針為電流的正方向）在時間內(nèi)的圖像。
3. （2） 為測試其力特性，在這段時間內(nèi)進行如下實驗：設某次測試中，將彈簧壓縮至位置后釋放，與間的豎直距離為 ， 當導體棒進入磁場的瞬間，加速度為 ， 導體棒運動到時壓力傳感器示數(shù)恰好為0。已知彈簧的彈性勢能與彈簧形變量的平方成正比，導體棒運動中與導軌始終保持接觸良好且導軌電阻不計，重力加速度為 ， 求：

   ①導體棒出磁場時彈簧的彈性勢能；

   ②導體棒向上運動過程中產(chǎn)生的焦耳熱。