题目内容
【题目】如图，两足够长平行光滑的金属导轨MN、PQ相距为L，导轨放在水平面上，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，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．灯泡的电阻RL=3R，调节电阻箱电阻R1=6R，现给金属棒施加水平向右的恒力F，使棒由静止开始运动，试求：
（1）金属棒运动的最大速度为多大?
（2）当金属棒运动距离为S0时速度恰达到最大，求金属棒由静止开始运动2S0的过程中，整个电路上产生的电热能?
（3）R1为何值时，R1上消耗的电功率最大?最大电功率为多少?
【答案】（1）
（2）
（3）3R；
【解析】
（1）当金属棒匀速运动时速度最大，设最大速度为v，达到最大时则有F=F安
F安=BIL
其中R总=3R 所以
解得最大速度
．
（2）由能量守恒知，放出的电热
代入上面的vm值，可得
．
（3）R1上消耗的功率
其中
解以上方程组可得
当
时，即当R1=3R时，R1消耗的功率最大，最大功率
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