如图甲所示,表面绝缘,倾角
θ=30°的斜面固定在水平地面上,斜面的顶端固定有弹性挡板,挡板垂直于斜面,并与斜面底边平行.斜面所在空间有一宽度
D=0.40 m的匀强磁场区域,其边界与斜面底边平行,磁场方向垂直斜面向上,磁场上边界到挡板的距离
s=0.55 m.一个质量
m=0.10 k
g,总电阻
R=0.25 Ω的单匝矩形闭合金属框
abcd,放在斜面的底端,其中
ab边与斜面底边重合,
ab边长
L=0.50 m.从
t=0时刻开始,线框在垂直
cd边沿斜面向上且大小恒定的拉力作用下,从静止开始运动,当线框的
ab边离开磁场区域时撤去拉力,线框继续向上运动,并与挡板发生碰撞,碰撞过程的时间可忽略不计,且没有机械能损失.线框向上运动过程中速度与时间的关系如图乙所示.已知线框在整个运动过程中始终未脱离斜面,且保持
ab边与斜面底边平行,线框与斜面之间的动摩擦因数
μ=

,重力加速度
g取10 m/s
2.

(1)求线框受到的拉力
F的大小;
(2)求匀强磁场的磁感应强度
B的大小;
(3)已知线框向下运动通过磁场区域过程中的速度
v随位移
x的变化规律满足

(式中
v0为线框向下运动
ab边刚进入磁场时的速度大小,
x为线框
ab边进入磁场后对磁场上边界的位移大小),求线框在斜面上运动的整个过程中产生的焦耳热
Q.