题目内容
【题目】如图(甲)所示，AB、CD是间距为L=1m的足够长的光滑平行金属导轨，导轨平面与水平面夹角为α，在虚线下方的导轨平面内存在垂直于导轨平面向上的匀强磁场，导轨电阻不计，长为1m的导体棒ab垂直放置在导轨上，导体棒电阻R=1Ω；AB、CD右侧连接一电路，已知灯泡L的规格是“3V，3W”，定值电阻R1=10Ω，R2=15Ω。在t=0时，将导体棒ab从某一高度由静止释放，导体棒的速度—时间图像如图(乙)所示，其中OP段是直线，PM段是曲线。若导体棒沿导轨下滑12.5m时，导体棒达到最大速度，并且此时灯泡L已正常发光，假设灯泡的电阻恒定不变，重力加速度g=10m/s2，试求：
（1）导轨平面与水平面的夹角α；
（2）匀强磁场的磁感应强度大小B0；
（3）从导体棒静止释放到速度达到最大的过程中，通过电阻R1的电荷量。
【答案】(1)
(2) B0=1T (3) 
【解析】
（1）0~1s内，
，而
，可得
（2）小灯泡正常发光时，
，即此时导体棒中电流为
；
导体棒达到最大速度时满足
，其中
，
，vm=10m/s，
解得B0=1T
（3）导体棒在磁场中滑行的距离为
；
从导体棒静止释放至速度达到最大的过程中，通过导体棒的总电荷量为：
通过电阻R1的电荷量为
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