21.
(2024高二下·浙江开学考)
如图所示,一个半径为R磁性转盘被均分为四块扇形区域,磁盘表面涂有磁性材料,在扇形区域表面产生垂直盘面向里的磁场B,或垂直盘面向外的磁场
, 磁盘以
的角速度转动。靠近磁盘表面固定着一个“L”型的导体棒,导体棒的两直角边长为R,恰沿盘的半径方向。导体棒的两端用导线分别与两根竖直金属导轨连接,竖直导轨的下端通过两段光滑绝缘的圆弧与水平金属导轨相连,导轨的间距均为l。导体棒与竖直导轨间的动摩擦因数为
, 水平导轨光滑。质量为
的导体棒ab在外力作用下靠在竖直导轨右侧并静止不动。水平导轨上靠近绝缘导轨处放置另一根质量为m的导体棒cd。竖直导轨与水平导轨所在的空间存在竖直向下的磁场
, 已知
(求解的最后结果都用B表示),三根导体棒接入电路中的电阻均为r,重力加速度为g。