3.
如图所示的装置左侧是法拉第圆盘发电机,其细转轴竖直安装。内阻不计、半径
的金属圆盘盘面水平,处于竖直向上的匀强磁场
中,磁感应强度
。圆盘在外力作用下以角速度
逆时针(俯视)匀速转动,圆盘的边缘和转轴分别通过电刷a、b与光滑水平导轨
、
相连,导轨间距
。在导轨平面内以O点为坐标原点建立坐标系xOy,x轴与导轨平行。
区域内存在竖直向下的匀强磁场,磁感应强度
, 导电性能良好的导轨上放置着一根质量
、电阻
的金属棒,金属棒离y轴足够远;
区域内存在竖直向下磁场,磁感应强度
, 导轨由绝缘材料制成,导轨上紧贴y轴放置着一U型金属框,其质量
、电阻为3R、长度为L、宽度
。不计其它一切电阻。