交变电流和电磁感应带电粒子在电场磁场中的运动
1．（20分）如图所示，电源电动势为E100V，内阻不计，R1、R2、R4的阻值为300Ω，R3为可变电阻。C为一水平放置的平行板电容器，虚线到两极板距离相等且通过竖直放置的荧光屏中心，极板长为l8cm，板间距离为d1cm，右端到荧光屏距离为s20cm，荧光屏直径为D5cm。有一细电子束沿图中虚线以E096×10eV的动能连续不断地向右射入平行板电容器。已知电子电荷量e16×10取值范围多大？
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C。要使电子都能打在荧光屏上，变阻器R3的
答案：解
电子穿过电容器过程中，在水平方向做匀速运动lv0t①（2分）在竖直方向做匀加速直线运动y1v1at③（1分）a
12at②（2分）2
eU④（1分）md
电子穿出平行板电容器时，速度方向偏转θ角，ta
θ
v1⑤（2分）v0
联立①⑤解得ta
θ
2y1。（1分）1
电子打在荧光屏上偏离中心O′的位移为yy1sta
θ⑥（2分）即y1当y1
2sy1。l
Dd时，代入数据求得y3cm（1分）22D故要使电子都能打在荧光屏上，应满足y≤⑦（2分）2
联立①⑦解得U≤
2DdE0（1分）el02sl
f代入数据求得A、B两点间电压U≤25V。（1）当UAB25V时，即UAB
EE24RR25V代入数据求得R3900Ω。（2分）R1R2R3R4EER4R225V代入数据求得R3100Ω。（2分）R3R4R1R2
（2）当UBA25V时，即UBA
综述100Ω≤R3≤900Ω。（1分）2、（20分）由于受地球信风带和盛西风带的影响，在海洋中形成一种河流称为海流。海流中蕴藏着巨大的动力资源。据统计，世界大洋中所有海洋的发电能力达109kW。早在19世纪法拉第就曾设想，利用磁场使海流发电，因为海水中含有大量的带电离子，这些离子随海流做定向运动，如果有足够强的磁场能使这些带电离子向相反方向偏转，便有可能发出电来。目前，日本的一些科学家将计划利用海流建造一座容量为1500kW的磁流体发电机。如图所示为一磁流体发电机的原理示意图，上、下两块金属板MN水平放置浸没在海水里，金属板面积均为Sl×10m，板间相距d100m海水的电阻率ρ025Ωm在金属板之间加一匀强磁场，磁感应强度B01T，方向由南向北，海水从东向西以速度v5ms流过两
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（3）若用此发电装置给一电阻为20Ω的航标灯供电，则在8h内航标灯所消耗的电能为多少答案：（1）由右手定则可知N板相当于电源的正极，故N板电势高（4分）（2）EBdv01×100×5V50V（4分）rρ
d025100Ω025Ω（4分）S1102
f（3）I分）
E5026A，（4分）8小r