1. (2022·浙江模拟) 某研发小组设计了一个臂力测试仪。装置的简化原理图如图甲所示，两平行金属导轨、竖直放置，两者间距为 ， 在、间和、间分别接一个阻值为的电阻，在两导轨间矩形区域内有垂直导轨平面向里、宽为的磁场。一质量为、长为、电阻为的导体棒垂直放置在导轨上，导体棒与弹簧相连，弹簧下端固定，弹簧伸至原长后其顶端恰好与在同一条直线上。测试者利用臂力将导体棒向下压至某位置后释放，导体棒向上运动经过时，会与处的压力传感器发生撞击（图乙为装置的侧视图），压力传感器可以显示撞击力的大小，以此来反映臂力的大小。

1. （1） 为测试其电特性，进行如下实验：磁场区域内的磁感应强度如图丙所示，、、为已知量。请作出流过、的电流（顺时针为电流的正方向）在时间内的图像。
3. （2） 为测试其力特性，在这段时间内进行如下实验：设某次测试中，将弹簧压缩至位置后释放，与间的竖直距离为 ， 当导体棒进入磁场的瞬间，加速度为 ， 导体棒运动到时压力传感器示数恰好为0。已知弹簧的弹性势能与弹簧形变量的平方成正比，导体棒运动中与导轨始终保持接触良好且导轨电阻不计，重力加速度为 ， 求：

   ①导体棒出磁场时弹簧的弹性势能；

   ②导体棒向上运动过程中产生的焦耳热。