如图,一倾角为

的光滑固定斜面的顶端放有质量

的U型导体框,导体框的电阻忽略不计;一电阻

的金属棒

的两端置于导体框上,与导体框构成矩形回路

;

与斜面底边平行,长度

。初始时

与

相距

,金属棒与导体框同时由静止开始下滑,金属棒下滑距离

后进入一方向垂直于斜面的匀强磁场区域,磁场边界(图中虚线)与斜面底边平行;金属棒在磁场中做匀速运动,直至离开磁场区域。当金属棒离开磁场的瞬间,导体框的

边正好进入磁场,并在匀速运动一段距离后开始加速。已知金属棒与导体框之间始终接触良好,磁场的磁感应强度大小

,重力加速度大小取

。求: