题目内容
如图所示，两足够长的平行光滑的金属导轨MN、PQ相距为
，导轨平面与水平面的夹角
=30°，导轨电阻不计，磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨平面向上。长为的金属棒
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
、电阻为r＝R。两金属导轨的上端连接一个灯泡，灯泡的电阻RL＝R，重力加速度为g。现闭合开关S，给金属棒施加一个方向垂直于杆且平行于导轨平面向上的、大小为F＝mg的恒力，使金属棒由静止开始运动，当金属棒达到最大速度时，灯泡恰能达到它的额定功率。求：
（1）金属棒能达到的最大速度vm；
（2）灯泡的额定功率PL；
（3）金属棒达到最大速度的一半时的加速度a；
（4）若金属棒上滑距离为L时速度恰达到最大，求金属棒由静止开始上滑4L的过程中，金属棒上产生的电热Qr。
，导轨平面与水平面的夹角=30°，导轨电阻不计，磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨平面向上。长为的金属棒垂直于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、电阻为r＝R。两金属导轨的上端连接一个灯泡，灯泡的电阻RL＝R，重力加速度为g。现闭合开关S，给金属棒施加一个方向垂直于杆且平行于导轨平面向上的、大小为F＝mg的恒力，使金属棒由静止开始运动，当金属棒达到最大速度时，灯泡恰能达到它的额定功率。求：（1）金属棒能达到的最大速度vm；
（2）灯泡的额定功率PL；
（3）金属棒达到最大速度的一半时的加速度a；
（4）若金属棒上滑距离为L时速度恰达到最大，求金属棒由静止开始上滑4L的过程中，金属棒上产生的电热Qr。
（1）
（2）
（3）
（4）
（2）（3）（4）（1）金属棒先做加速度逐渐减小的加速运动，当加速度为零时，金属棒达到最大速度，此后开始做匀速直线运动。设最大速度为vm，则速度达到最大时有：
2分
2分
2分
（2）由（1）得：
1分
2分
（3）当金属棒的速度
时，
由牛顿第二定律：
2分
2分
（4）设整个电路放出的电热为
，由能量守恒定律有：
2分
1分
1分
1分
2分 2分 2分（2）由（1）得：
1分 2分（3）当金属棒的速度
时，由牛顿第二定律：
2分 2分（4）设整个电路放出的电热为
，由能量守恒定律有： 2分 1分 1分 1分
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。(粒子在两极板间的运动时间不计，两极板外无电场，不考虑粒子所受的重力)