两相互平行且足够长的水平金属导轨MN、PQ放在竖直平面内，相距0.4m，左端接有平行板电容器，板间距离为0.2m，右端接滑动变阻器R．水平匀强磁场磁感应强度为10T，垂直于导轨
◎ 题目
| 两相互平行且足够长的水平金属导轨MN、PQ放在竖直平面内，相距0.4m，左端接有平行板电容器，板间距离为0.2m，右端接滑动变阻器R．水平匀强磁场磁感应强度为10T，垂直于导轨所在平面，整个装置均处于上述匀强磁场中，导体棒CD与金属导轨垂直且接触良好，棒的电阻为1Ω，其他电阻及摩擦不计．现在用与金属导轨平行，大小为2N的恒力F使棒从静止开始运动．已知R的最大阻值为2Ω，g=10m/s2．则： （1）滑动变阻器阻值取不同值时，导体棒处于稳定状态时拉力的功率不一样，求导体棒处于稳定状态时拉力的最大功率． （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，一个带电小球从平行板电容器左侧，以某一速度沿两板的正中间且平行于两极板射入后，在两极板间恰好做匀速直线运动；当滑动触头位于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射入，小球在两极板间恰好做匀速圆周运动，则小球的速度为多大，做圆周运动的轨道半径多大？  |
◎ 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=
由此可知，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，Pm=0.75（W）； （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=1（V）， 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 |
