Question

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

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R L =4R，定值电阻R 1 =2R，电阻箱电阻调到使R 2 =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:R 2 为何值时，其消耗的功率最大？消耗的最大功率为多少？

Answer 1

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v m ，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:R 2 上消耗的功率　      其中　 　                                          又　　                                          解以上方程组可得 当 时，R 2 消耗的功率最大         最大功率