電磁軌道炮是利用電流和磁場的作用使炮彈獲得超高速度，電磁軌道炮示意圖如圖甲所示，直流電源電動勢為E，電容器的電容為C，兩根固定于水平面內的光滑平行金屬導軌間距為L，電阻不計，炮彈可視為一質量為m、電阻為R的導體棒ab,垂直放在兩導軌間處于靜止狀態(tài)，并與導軌良好接觸。導軌間存在垂直于導軌平面向下、磁感應強度大小為B的勻強磁場，不計電容器放電電流引起的磁場影響。
（1）求電容器充電結束后所帶的電荷量Q；
（2）請在圖乙中畫出電容器兩極間電勢差u隨電荷量q變化的u-q圖像。類比直線運動中由v-t圖像求位移的方法，求兩極間電壓為U時電容器所儲存的電能E_p；
（3）開關由1撥到2后，電容器中儲存的電能部分轉化為炮彈的動能。從微觀角度看，導體棒ab中的自由電荷所受洛倫茲力在能量轉化中起著重要作用。為了方便，可認為導體棒ab中的自由電荷為正電荷。我們知道，洛倫茲力對運動電荷不做功。那么，導體棒ab中的自由電荷所受洛倫茲力是如何在能量轉化過程中起到作用的呢？請結合圖丙分析說明其原理。