如图甲所示,长、宽分别为、的矩形金属线框位于竖直平面内.其匝数为n,总电阻为r,可绕其竖直中心轴转动。线框的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环C、D(集流环)焊接在一起,并通过电刷和定值电阻R相连。线框所在空间有水平向右均匀分布的磁场,磁感应强度B的大小随时间t的变化关系如图乙所示,其中、和均为已知。 在的时间内,线框保持静止,且线框平面和磁场垂直:时刻后线框在外力的驱动下开始绕其竖直中心轴以角速度匀速转动。求:
(1)时间内通过电阻R的电流的大小;
(2)线框匀速转动后,在转动一周的过程中电流通过电阻R产生的热量Q;
(3)线框匀速转动后,从图甲所示位置转过的过程中,通过电阻R的电荷量q。