1. (2023高二下·宁波期末) 电动汽车通过能量回收装置增加电池续航．在行驶过程中，踩下驱动踏板时电池给电动机供电，松开驱动踏板或踩下刹车时发电机工作回收能量．某兴趣小组为研究其原理，设计了如图所示的模型：两个半径不同的同轴圆柱体间存在由内至外的辐向磁场，磁场方向沿半径方向，有一根质量为  、长度为  、电阻为  的金属棒  通过导电轻杆与中心轴相连，可绕轴无摩擦转动，金属棒所在之处的磁感应强度大小均为  ，整个装置竖直方向放置．中心轴右侧接一单刀双掷开关：踩下驱动踏板，开关接通1，电池给金属棒供电，金属棒相当于电动机，所用电池的电动势为  ，内阻为  ；松开驱动踏板或踩下刹车，开关自动切换接通2，金属棒相当于发电机，给电容器充电，所接电容器电容为  ．初始时电容器不带电、金属棒  静止，电路其余部分的电阻不计． 

 

1. （1） 踩下驱动踏板后，求金属棒刚启动时加速度  的大小及开始运动后的转动方向（从上往下看）； 
3. （2） 踩下驱动踏板后，求金属棒可达到的最大转动线速度和该过程中金属棒上产生的热量  ； 
5. （3） 当金属棒达到最大转动速度后松开驱动踏板，在一段时间后金属棒将匀速转动，求此时电容器  上的带电量．