如图所示,水平金属圆环由沿半径方向的金属杆连接,外环和内环的半径分别为
,
, 圆环区域存在方向竖直向上,磁感应强度大小B=1T的匀强磁场。两环通过电刷分别与间距l=0.4m的两平行光滑足够长水平轨道PQ和
相连,MN和
为轨道对称位置的绝缘小段,区域Ⅰ、Ⅱ内存在磁感应强度方向竖直向上,大小均为B=1T的匀强磁场。一质量m=0.02kg边长l=0.4m的正方形闭合金属框
的
边靠近区域Ⅰ的右边界放置,金属框的
和
阻值均为
, ab和
电阻不计。金属圆环以角速度
绕中心轴线转动,某时刻闭合电键S,金属框瞬间弹出区域Ⅰ,并获得
的速度。金属框滑过绝缘小段后进入区域Ⅱ,直至速度为零。金属框与轨道各处接触良好,求: