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斜向上，长为L的金属棒ab垂直于MN、PQ
◎ 题目
| 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斜向上，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侧电路，电路中R2为一电阻箱，已知灯泡的电阻RL=4R，定值电阻R1=2R，调节电阻箱使R2=12R，重力加速度为g，闭合开关S，现将金属棒由静止释放，求： （1）金属棒下滑的最大速度vm； （2）当金属棒下滑距离为s0时速度恰好达到最大，则金属棒由静止开始下滑2s0的过程中，整个电路产生的电热； （3）改变电阻箱R2的阻值，当R2为何值时，金属棒匀速下滑时R2消耗的功率最大；消耗的最大功率为多少？  |
◎ 答案
| （1）当金属棒匀速下滑时速度最大，达到最大时有 mgsinα=F安…① 又 F安=BIL…② I=
其中R总=R+R1+
联立①-④式得金属棒下滑的最大速度vm=
（2）根据能量转化和守恒得： mgsin2sB=Q+
再将⑤式代入上式得Q=mgs0-
（3）金属棒匀速下滑时 mgsinα=BIL 则得 I=
R2消耗的功率P2=
由分流原理得：通过电阻箱R2的I2=
联立⑦～⑨式得P2=( 则得 P2=
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