如图所示,平行倾斜金属导轨Ⅰ,上端连接阻值为
R的电阻,下端与一半径为
l的60°圆弧导轨平滑连接,圆弧最底端
ef处通过一小段(长度可忽略)绝缘介质与足够长的水平平行金属导轨Ⅱ相连,轨道宽度均为
l。导轨Ⅰ所在区域
abcd间有磁感应强度为
B1、方向垂直轨道平面向上的匀强磁场,圆弧及水平轨道Ⅱ所在区域
cd至
gh间有磁感应强度为
B2、方向竖直向上的匀强磁场。导轨Ⅱ左端
gh之间连接电动势为
E、内阻为
r的电源。一根质量为
m、电阻为
R金属棒从导轨Ⅰ区域
ab上方某位置静止释放,沿倾斜轨道经
cd进入圆弧轨道直至最低点
ef处。已知无论金属棒从
ab轨道上方何处释放,进入圆弧轨道的速度均相同,金属棒到达
ef后,在水平向左恒定外力
F作用下向左加速运动,经过一段时间后达到稳定速度。不计一切摩擦和导轨的电阻,金属棒与导轨始终接触良好,求金属棒: