3.
如图所示,MPQ、M′P′Q′是光滑平行导轨,其中倾斜部分MPP′M′为金属材料制成,电阻可不计,倾角为α=37°,并处在与MPP′M′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2T;水平部分PQQ′P′为绝缘材料制成,所在空间内存在竖直方向的磁场,在PQ上取一点为坐标原点O,沿PQ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);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,两导轨间接有阻值为R=5Ω的定值电阻。正方形金属线框cdef的质量m
2=2kg、边长为L=1m,每条边的电阻r
2=2Ω,f点刚好位于坐标原点,fc边与PP′平行。现将一根质量m
1=1kg,长度L=1m,电阻r
1=2Ω的金属棒ab从图示位置静止释放,滑到斜面底端前已达到匀速运动。若整个过程ab棒、金属框与导轨始终接触良好,(重力加速度g=10m/s
2 ,
,
),求: