如图,是一种直线电动机的示意图.水平面上有两根很长的平行直导轨,导轨间有竖直(垂直纸面)方向等距离间隔的匀强磁场

和

,导轨上有金属框

,框的宽度与磁场间隔相等,当匀强磁场

和

同时以恒定速度

沿平行于直轨道方向运动时,金属框也会因此沿直导轨运动,这是一类磁悬浮列车运行的原理.如果金属框下始终有这样运动的磁场,金属框就会一直运动下去.设金属框垂直导轨的边长为

、总电阻为

,

,磁场运动速度

.求:

(1)若匀强磁场

的方向如图所示,为使金属框运动,则

的方向如何?
(2)金属框运动的方向.
(3)若金属框运动时不受阻力作用,金属框的最大速度,并简述理由.
(4)若金属框运动时受到恒定的阻力

作用时,金属框的最大速度.
(5)在(4)的情况下,当金属框达到最大速度时,为维持它的运动,磁场必须提供的功率.