1. (2021高二下·德州期中) 间距为l的两平行金属导轨固定在水平面上，如图甲所示。导轨的一部分处于宽度为3L的匀强磁场区间中，磁感应强度随时间变化的图像如图乙所示，在磁场区间内锁定放置“联动双杆”（由两根相同的金属杆ab和cd用长度为L的刚性绝缘轻杆连接构成），其中cd杆恰好位于磁场内部。t=0时刻，一金属杆ef从左侧以速度v₀=12m/s滑向“联动双杆”。t=5s时杆ef与“联动双杆”发生碰撞（碰撞前解除锁定），碰后杆ef和cd合在一起形成“联动三杆”。为使“联动三杆”恰好能从磁场区间滑出，在杆ef和cd碰撞后立即对“联动三杆”施加一平行导轨的水平恒力F ， 并在杆ab到达磁场右边界时撤去。已知杆ab、cd和ef的质量均为m=0.1kg，长度均为l=0.5m，电阻均为R=0.02Ω，L=0.3m。运动过程中，杆ab、cd和ef与导轨始终接触良好，且保持与导轨垂直，不计摩擦阻力和导轨电阻，忽略磁场边界效应，规定垂直纸面向里为磁场正方向。求：

1. （1） 在t=4s时，流过杆ab的电流I的大小和方向；
3. （2） “联动三杆”在磁场区间所受的水平恒力F；
5. （3） 杆ab两端电压U_ab与“联动三杆”位移大小x的关系。