问题
问答题
如图所示,两足够长平行光滑的金属导轨MN、PQ相距为L,导轨平面与水平面夹角α=30°,导轨电阻不计.磁感应强度为B的匀强磁场垂直导轨平面向上,长为L的金属棒ab垂直于MN、PQ放置在导轨上,且始终与导轨电接触良好,金属棒的质量为m、电阻为R.两金属导轨的上端连接右端电路,灯泡的电阻RL=4R,定值电阻R1=2R,电阻箱电阻调到使R2=12R,重力加速度为g,现将金属棒由静止释放,试求:
小题1:金属棒下滑的最大速度为多大?
小题2:R2为何值时,其消耗的功率最大?消耗的最大功率为多少?
答案
小题1:
小题2:
小题1:当金属棒匀速下滑时速度最大,设最大速度为vm,达到最大时则有
mgsinθ=F安 F安=ILB
其中 R总=6R 所以 mgsinθ=
解得最大速度
小题2:R2上消耗的功率 其中
又
解以上方程组可得
当时,R2消耗的功率最大 最大功率