如图所示,平行导轨

、

均由倾斜和水平两部分组成,相距为

。倾斜部分与水平面夹角为

,虚线pq为两部分的连接处。质量为

、电阻为r的导体杆ef与导轨的摩擦系数均为

,且满足

。在虚线pq右侧空间分布有方向竖直磁场Ⅰ,其磁感应强度大小为

(竖直向下定为磁场的正方向)。式中

为具有长度单位的常量;x为沿水平轨道向右的位置坐标,并定义pq的x坐标为0。将质量为m、每边电阻均为r、边长为

的正方形金属框abcd用绝缘柔线悬挂于天花板上

和

处,使ab边保持水平,并用细导线将a、b两点与导轨的两端点Q、P相连,金属框处于垂直与向里设置匀强磁场Ⅱ垂直。将ef从倾斜轨道上距水平轨道高为h处由静止释放,为保持导体杆ef能在水平轨道上作匀速运动,现给导体杆施加一x方向的水平作用力F。设ef经过pq时没有因速度方向改变产生能量损失,也不计其余电阻和细导线对a、b两点的作用力,金属框始终保持静止。求:

(1)导体棒ef刚进入磁场时,线框ab边的电压;
(2)磁场Ⅱ的磁感应强度

应满足的条件;
(3)ef在水平轨道上前进距离

的过程中,力F所作的功。