如图所示，两互相平行的水平金属导轨MN、PQ放在竖直平面内，相距为L=0.4cm，左端接平行板电容器，板间距离为d=0.2m，右端接滑动变阻器R（R的最大阻值为Ω），整个空间有水平匀
◎ 题目
| 如图所示，两互相平行的水平金属导轨MN、PQ放在竖直平面内，相距为L=0.4cm，左端接平行板电容器，板间距离为d=0.2m，右端接滑动变阻器R（R的最大阻值为Ω），整个空间有水平匀强磁场，磁感应强度为B=10T，方向垂直于导轨所在平面．导体棒CD与导轨接触良好，棒的电阻为r=1Ω，其它电阻及摩擦均不计，现对导体棒施加与导轨平行的大小为F=2N的恒力作用，使棒从静止开始运动，取g=10m/s2．求： （1）当滑动变阻器R接入电路的阻值最大时，拉力的最大功率是多大？ （2）当滑动触头在滑动变阻器中点且导体棒处于稳定状态时，一带电小球从平行板电容器左侧沿两极板的正中间射入，在两极板间恰好做匀速直线运动；当滑动触头在滑动变阻器最下端且导体棒处于稳定状态时，该带电小球以同样的方式和速度入射，在两极间恰能做匀速圆周运动，求圆周的半径是多大？  |
◎ 答案
| （1）当棒达到匀速运动时，金属棒受到的安培力： FB=BIL=B
由平衡条件得：F=FB，即：F=
导体棒的速度v=
拉力功率P=Fv=
可知，回路的总电阻越大时，拉力功率越大，当R=2Ω时，拉力功率最大，最大功率为Pm=0.75W； （2）当触头滑到中点即R=1Ω时 棒匀速运动的速度v1=
导体棒产生的感应电动势E1=BLv1=10×0.4×0.25=1V 电容器两极板间电压U1=
 由于棒在平行板间做匀速直线运动，则小球必带正电 此时小球受力情况如图所示，设小球的入射速度为v0 由平衡条件知：F+f=G 即 q
当滑头滑至下端即R=2Ω时，棒的速度v2=
导体棒产生的感应电动势 E2=BLv2=1.5V 电容器两极板间的电压U2=
由于小球在平行板间做匀速圆周运动 电场力与重力平衡，于是：q
代入数值，由①②解得：v0= |
