如图所示,两平行的光滑金属导轨固定在竖直平面内,导轨间距为L、足够长且电阻忽略不计,条形匀强磁场的宽度为d,磁感应强度大小为B、方向与导轨平面垂直。长度为2d的绝缘杆将导体棒和正方形的单匝导线框连接在一起组成装置,总质量为m,置于导轨上。导体棒与金属导轨总是处于接触状态,并在其中通以大小恒为I的电流(由外接恒流源产生,图中未画出)。线框的边长为d(
),电阻为R,下边与磁场区域上边界重合。将装置由静止释放,导体棒恰好运动到磁场区域下边界处返回,导体棒在整个运动过程中始终与导轨垂直,重力加速度为g。试求: