在生产线框的流水线上,为了检测出个别不合格的未闭合线框,让线框随传送带通过一固定匀强磁场区域(磁场方向垂直于传送带平面向下),观察线框进入磁场后是否相对传送带滑动就能够检测出未闭合的不合格线框.其物理情景简化如下:如图所示,通过绝缘传送带输送完全相同的正方形单匝纯电阻铜线框,传送带与水平方向夹角为
α,以恒定速度
v0斜向上运动.已知磁场边界
MN、
PQ与传送带运动方向垂直,
MN与
PQ间的距离为
d,磁场的磁感应强度为
B.线框质量为
m,电阻为
R,边长为
L(
d>2
L),线框与传送带间的动摩擦因数为
μ,重力加速度为
g.闭合线框上边在进入磁场前线框相对传送带静止,线框刚进入磁场的瞬间,和传送带发生相对滑动,线框运动过程中上边始终平行于
MN,当闭合线框的上边经过边界
PQ时又恰好与传送带的速度相同.设传送带足够长.求

(1)闭合线框的上边刚进入磁场时上边所受安培力
F安的大小;
(2)从闭合线框上边刚进入磁场到上边刚要出磁场所用的时间
t;
(3)从闭合线框上边刚进入磁场到下边穿出磁场后又相对传送带静止的过程中,电动机多消耗的电能
E.