如图所示,是磁流体发电机的简易模型图,其发电通道是一个长方体空腔,长、高、宽分别为l=1m、a=0.5m、b=0.8m,前后两个侧面是绝缘体,上下两个侧面是电阻可忽略的导体电极,整个发电通道处于匀强磁场中,磁感应强度的大小为B=1.5 T,方向垂直纸面向里。等离子体以不变的速率v=2m/s水平向右进入发电通道内,发电机的等效内阻为r=0.3Ω,忽略等离子体的重力、相互作用力。磁流体发电机两个电极通过开关与倾角θ=30
o间距d=1m的光滑金属导轨MO、NO
′相连,一根质量m
1=0.2kg长度d=1m阻值R
1=0.3Ω的金属导体棒cd垂直放置在光滑的金属导轨MO、NO
′上,金属导轨的末端圆滑连接着光滑绝缘的水平轨道OP、O
′Q(足够长),efgh是质量m
2=0.3kg、电阻R
2=0.6Ω、各边长度均为d=1m的“U”形金属框,eh刚好和金属导轨末端OO
′接触良好,开始处于锁定状态。倾斜轨道处于垂直于斜面向下的磁感应强度B
1的匀强磁场中,水平轨道间存在竖直向下的磁场(图中未画出),磁感应强度分布规律为B
2=0.3xT (x>0,沿OP方向建立x轴,O为坐标原点)。已知开关闭合后,金属棒cd恰能静止在导轨上。求: