如图所示,
、
是光滑平行导轨,其中倾斜部分
为金属材料制成,电阻可不计,倾角为
, 并处在与
平面垂直且向下的匀强磁场中(图中未画出),磁感应强度大小为1T;水平部分
为绝缘材料制成,所在空间内存在竖直方向的磁场,在
上取一点为坐标原点O,沿
方向建立x轴,可知磁感应强度分布规律为
(取竖直向上为正方向);导轨间距为L,两部分导轨的衔接处用小圆弧连接,金属棒通过时无机械能损失,两导轨间接有电容为2F的电容器。正方形金属线框cdef的质量
、边长为L=1m,每条边的电阻r=2Ω,f点刚好位于坐标原点,fc边与
平行。现将一根质量
, 长度L=1m,电阻不计的金属棒ab从图示位置静止释放,此时ab棒距离
为d=9m。若整个过程ab棒、金属框与导轨始终接触良好,
,
。求: