如图所示,一边长为
L,质量为
m,电阻为
R的正方形金属框放置在倾角为
θ的光滑绝缘斜面的底端,并用细线通过轻质定滑轮与质量为
M的重物相连。磁场的方向垂直金属框平面,磁感应强度的大小只随
y方向变化,规律为

,
k为大于零的常数。假设运动过程中金属框总有两条边与
y轴平行,且金属框不转动,当金属框沿
y轴方向运动距离为
h时速度达到最大。不计空气阻力,斜面和磁场区域足够大,重力加速度为
g。求:

(1)金属框的最大速度;
(2)金属框从开始运动到达到最大速度的过程中,金属框中产生的焦耳热;
(3)金属框从开始运动到达到最大速度的过程中,通过金属框横截面的电量。