如图所示,倾角均为θ=37°的平行固定直轨道PP
1P
2P
3、MM
1M
2M
3间距为L,轨道足够长,其中P
2M
2上方为电阻不计的光滑金属导轨,P
2M
2下方为绝缘粗糙轨道,P
1P
2M
2M
1为正方形,P、M间接有一阻值为R的定值电阻。三条边长均为L的“
”形金属框ACDO恰好静止在图示位置。整个装置处于方向垂直导轨平面向上的磁场(图中未画出)中,以O点为原点,沿OM
3方向为x轴的正方向,x<0的区域内匀强磁场的磁感应强度大小为B
0 , x≥0区域内磁场的磁感应强度大小B=B
0+kx(k>0)。一质量为m、电阻为R、长为L的金属棒ab,在方向沿PP
3、大小为
mg(g为重力加速度大小)的恒力F作用下,由静止开始下滑,ab到达P
1M
1处时恰好处于平衡状态,此时将力F反向(大小不变),当ab到达P
2M
2处时撤去力F,ab到达AO处时与金属框碰撞(碰撞时间极短),碰撞后粘在一起且接触良好,形成闭合回路。已知金属框ACDO、金属棒ab均由粗细均匀的同种规格的材料制成,ab与导轨始终垂直且接触良好,认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取sin37°=0.6,cos37°=0.8。求: