如图所示,间距为
L、足够长的金属导轨倾斜放在绝缘水平面上(金属导轨的电阻不计),导轨倾角为
,两根长度均为
L的金属杆
P、
Q垂直放在导轨上,已知
P、
Q杆的质量均为
m、电阻均为
R, 金属杆
P与导轨间动摩擦因数为
,金属杆
Q光滑。磁感应强度为
B的匀强磁场垂直于导轨所在平面向下,两根劲度系数均为
k的相同绝缘轻弹簧,一端固定在导轨的下端,另一端连着金属杆
Q。开始时金属杆
Q静止,在金属杆
P的中点作用一平行于导轨向上的恒力,使金属杆
P由静止开始运动,当金属杆
P达到稳定时,弹簧的形变量大小与开始时相同,已知金属杆
P开始运动到稳定时,
P、
Q间增大的距离为
d, 此过程可以认为
Q杆缓慢地移动。求此过程中: