（20分）如图所示，一矩形轻质柔软反射膜可绕过O点垂直纸面的水平轴转动，其在纸面上的长度为L1，垂直纸面的宽度为L2。在膜的下端（图中A处）挂有一平行于转轴，质

题型：不详难度：来源：

（20分）如图所示，一矩形轻质柔软反射膜可绕过O点垂直纸面的水平轴转动，其在纸面上的长度为L₁，垂直纸面的宽度为L₂。在膜的下端（图中A处）挂有一平行于转轴，质量为m，长为L₂的导体棒使膜成平面。在膜下方水平放置一足够大的太阳能光电池板，能接收到经反射膜反射到光电池板上的所有光能，并将光能转化成电能。光电池板可等效为一个一电池，输出电压恒定为U；输出电流正比于光电池板接收到的光能（设垂直于入射光单位面积上的光功率保持恒定）。导体棒处在方向竖直向上的匀强磁场B中，并与光电池构成回路，流经导体棒的电流垂直纸面向外（注：光电池与导体棒直接相连，连接导线未画出）。

（1）现有一束平行光水平入射，当反射膜与竖直方向成时，导体棒处于受力平衡状态，求此时电流强度的大小和光电池的输出功率。
（2）当变成时，通过调整电路使导体棒保持平衡，光电池除维持导体棒平衡外，还能输出多少额外电功率？

答案

：

（1）导体棒受力如图　
　　　
光电池输出功率（即光电池板接收到的光能对应的功率）为　
（2）维持导体棒平衡需要的电流为　
而当变为时光电池板因被照射面积增大使电池输出的电流也增大
需要在导体棒两端并联一个电阻，题目要求的就是这个电阻上的功率。
由并联电路特点得：光电池提供的总电流　　以下关键是求
光电池输出功率为　
（为当变成时，光电池板接收到的光能对应的功率。）
已知垂直于入射光单位面积上的光功率保持恒定
（设为P₀）
由右图可知

已知电池输出电流正比于光电池板接收到的光能


　　　光电池能提供的额外功率为　

解析

略