如图所示，质量为m的矩形线框MNPQ，MN边长为a，NP边长为b；MN边电阻为R₁，PQ边电阻为R₂，线框其余部分电阻不计。现将线框放在光滑绝缘的水平桌面上，PQ边与y轴重合。空间存在一个方向垂直桌面向下的磁场，该磁场的磁感应强度沿y轴方向均匀，沿x轴方向按规律B_x＝B₀(1－kx)变化，式中B₀和k为已知常数且大于零。矩形线框以初速度v₀从图示位置向x轴正方向平动。求：

小题1:在图示位置时线框中的感应电动势以及感应电流的大小和方向；
小题2:线框所受安培力的方向和安培力的表达式；
小题3:线框的最大运动距离x_m；
小题4:若R₁＝2R₂，线框运动到过程中，电阻R₁产生的焦耳热。

小题1:方向沿NPQMN
小题2:
小题3:
小题4:

（1）


感应电流的方向沿NPQMN。
（2）线框受的安培力方向沿－x方向（或水平向左），
安培力大小的表达式
（3）根据牛顿第二定律
F=


矩形框的最大运动距离  
（4）由
得 ，

电阻R₁产生的焦耳热为