为了提高自行车夜间行驶的安全性,小明同学设计了一种“闪烁”装置。如图所示,自行车后轮由半径的金属内圈、半径的金属外圈和绝缘幅条构成.后轮的内、外圈之间等间隔地接有4跟金属条,每根金属条的中间均串联有一电阻值为的小灯泡.在支架上装有磁铁,形成了磁感应强度、方向垂直纸面向外的“扇形”匀强磁场,其内半径为、外半径为、张角.后轮以角速度,相对转轴转动.若不计其它电阻,忽略磁场的边缘效应.
(1)当金属条进入“扇形”磁场时,求感应电动势E,并指出ab上的电流方向;
(2)当金属条进入“扇形”磁场时,画出“闪烁”装置的电路图;
(3)从金属条进入“扇形”磁场时开始,经计算画出轮子一圈过程中,内圈与外圈之间电势差随时间变化的图象;