如图所示,一个半径为

的圆形金属导轨固定在水平面上,一根长为
r的金属棒
ab的
a端位于圆心,
b端与导轨接触良好

从
a端和圆形金属导轨分别引出两条导线与倾角为

、间距

的平行金属导轨相连

质量

、电阻

的金属棒
cd垂直导轨放置在平行导轨上,并与导轨接触良好,且棒
cd与两导轨间的动摩擦因数为

导轨间另一支路上有一规格为“

”的小灯泡
L和一阻值范围为

的滑动变阻器

整个装置置于垂直向上的匀强磁场中,磁感应强度大小为

金属棒
ab、圆形金属导轨、平行导轨及导线的电阻不计,从上往下看金属棒
ab做逆时针转动,角速度大小为

假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,已知

,

.


当

时,求金属棒
ab中产生的感应电动势

,并指出哪端电势较高;

在小灯泡正常发光的情况下,求
w与滑动变阻器接入电路的阻值

间的关系;

已知通过小灯泡的电流与金属棒
cd是否滑动无关


在金属棒
cd不发生滑动的情况下,要使小灯泡能正常发光,求
w的取值范围.