4. 在如图所示,两平行且无限长光滑金属导轨
MN、
PQ与水平面的夹角为
θ=30°,两导轨之间的距离为
L=1m,两导轨
M、
P之间接入电阻
R=0.2Ω,导轨电阻不计,在
abdc区域内有一个方向垂直于两导轨平面向下的磁场Ⅰ,磁感应强度
B0=1T,磁场的宽度
x1=1m;在
cd连线以下区域有一个方向也垂直于导轨平面向下的磁场Ⅱ,磁感应强度
B1=0.5T。一个质量为
m=1kg的金属棒垂直放在金属导轨上,与导轨接触良好,金属棒的电阻
r=0.2Ω,若金属棒在离
ab连线上端
x0处自由释放,则金属棒进入磁场Ⅰ恰好做匀速运动。金属棒进入磁场Ⅱ后,经过
ef时又达到稳定状态,
cd与
ef之间的距离
x2=8m。求(
g取10m/s
2);中,求金属棒从开始到在磁场Ⅱ中达到稳定状态这段时间中电阻
R产生的热量。