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θ=60°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θ变成45°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？

解析：
（1）导体棒受力如图　
tanθ= $\text{[math]}$ ?I= $\text{[math]}$ = $\text{[math]}$ $\text{[math]}$
光电池输出功率（即光电池板接收到的光能对应的功率）为：P=IU= $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 　
（2）维持导体棒平衡需要的电流为：
I'= $\text{[math]}$ = $\text{[math]}$ ＜I
∵I'＜I，而当θ变为45°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　I_总=I'+I_额外以下关键是求I_总
光电池输出功率为　P'=I_总U

（P'为当θ变成45°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 P=P₀L₁L₂cos60°，P'=P₀L₁L₂cos45°
已知电池输出电流正比于光电池板接收到的光能∴
$\text{[math]}$ = $\text{[math]}$ = $\text{[math]}$ = $\text{[math]}$ ?I_总= $\text{[math]}$ I= $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ?I_额=I_总-I′=（ $\text{[math]}$ -1） $\text{[math]}$ ，
光电池能提供的额外功率为　P_额=I_额U=（ $\text{[math]}$ -1） $\text{[math]}$ ．
答：（1）此时电流强度的大小为 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ，光电池的输出功率 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ．
（2）还能输出额外电功率为（ $\text{[math]}$ -1） $\text{[math]}$ ．
分析：运用共点力平衡的条件求解力学问题，再运用电学知识求解电流和功率等问题．
点评：本题考查光的反射和电路计算及力的平衡以及安培力，是一道综合性强、物理情境新的题目．

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（1）再有一束平行光水平入射，当反射膜与竖直方向成θ=60°时，导体棒受力处于平衡状态，求此时电流强度的大小和光电池的输出功率．
（2）当θ变成45°时，光电池板接收到的光能对应的功率P’与当θ=60°时光电池板接收到的光能对应的功率P之比？
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