如圖所示,兩個(gè)金屬輪A
1、A
2,可繞通過各自中心并與輪面垂直的固定的光滑金屬細(xì)軸O
1和O
2轉(zhuǎn)動(dòng),O
1和O
2相互平行,水平放置.每個(gè)金屬輪由四根金屬輻條和金屬環(huán)組成,A
1輪的輻條長為a
1、電阻為R
1,A
2輪的輻條長也為a
1、電阻為R
2,連接輻條的金屬環(huán)的寬度與電阻都可以忽略.半徑為a
0的絕緣圓盤D與A
1同軸且固連在一起,一輕細(xì)繩的一端固定在D邊緣上的某點(diǎn),繩在D上繞足夠匝數(shù)后,懸掛一質(zhì)量為m的重物P.當(dāng)P下落時(shí),通過細(xì)繩帶動(dòng)D和A
1繞軸轉(zhuǎn)動(dòng).轉(zhuǎn)動(dòng)過程中A
1、A
2保持接觸,無相對滑動(dòng);兩輪與各自軸之間保持良好接觸,無相對滑動(dòng);兩輪與各自細(xì)軸之間保持良好的電接觸;兩細(xì)軸通過導(dǎo)線與一阻值為R的電阻相連.除R和A
1、A
2兩輪中輻條的電阻外,所有金屬電阻都不計(jì).整個(gè)裝置處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中,磁場方向與轉(zhuǎn)軸平行,現(xiàn)將P由靜止起釋放,
(1)在圖中標(biāo)明八根輻條中的電流方向并畫出該裝置的等效電路圖
(2)在由靜止開始下落過程中,整個(gè)系統(tǒng)的能量是如何轉(zhuǎn)化的?
(3)定性畫出物體由靜止開始下落過程中的速度-時(shí)間圖象
(4)求:P下落過程中的最大速度.