Question

【题目】某同学设计了一个发电测速装置，工作原理如图所示.一个半径为的圆形金属导轨固定在竖直平面上，一根长为R的金属棒OA，A端与导轨接触良好，O端固定在圆心处的转轴上.转轴的左端有一个半径为的圆盘，圆盘和金属棒能随转轴一起沿顺时针方向（从左向右看）以角速度转动.圆盘上绕有不可伸长的细线，细线下端挂着一个质量为m＝0.5 kg的铝块.在金属导轨区域内存在垂直于导轨平面向右的匀强磁场，磁感应强度B＝0.5 T. a点通过导线与导轨相连，b点通过电刷与O端相连.测量a、b两点间的电势差U可算得铝块速度.铝块由静止释放，下落h时，测得U＝0.6 V（细线与圆盘间没有滑动，金属棒、导轨、导线及电刷的电阻均不计，重力加速度g取10）.

（1）测U时，与a点相接的是电压表的正极还是负极？

（2）求此时铝块的速度大小.

Answer 1

【答案】（1）正极（2）4 m/s

【解析】

（1）由右手定则可判断a点电势比b点电势高，所以与a点相接的是电压表的正极.

（2）由法拉第电磁感应定律得

又

得

此时铝块的速度大小为

所以有