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（9分）由于受地球信風帶和盛行西風帶的影響，海洋中一部分海水做定向流動，稱為風海流，風海流中蘊藏著巨大的動力資源。因為海水中含有大量的帶電離子，這些離子隨風海流做定向運動，如果有足夠強的磁場能使海流中的正、負離子發生偏轉，便可用來發電。圖11為一利用風海流經典的磁流體發電機原理示意圖，用絕緣材料制成一個橫截面為矩形的管道，在管道的上、下兩個內表面裝有兩塊金屬板M、N，金屬板長為，寬為，兩板間的距離為，將管道沿風海流方向固定在風海流中，在金屬板之間加一水平勻強磁場，磁感應強度大小為，方向由南向北，用導線將M、N外側連接電阻為的航標燈（圖中未畫出）。工作時，海水從東向西流過管道，在兩金屬板之間形成電勢差，可以對航標燈供電，設管道內海水的流速處處相同，且速率恒為，海水的電阻率為，海水所受摩擦力與流速成正比，比例系數為。

（1）求磁流體發電機電動勢的大小，并判斷M、N兩板哪個板電勢較高；

（2）由于管道內海水中有電流通過，磁場對管道內海水有力的作用，求此力的大小和方向；

（3）求在時間內磁流體發電機消耗的總機械能。

由于受地球信風帶和盛行西風帶的影響，海洋中一部分海水做定向流動，稱為風海流，風海流中蘊藏著巨大的動力資源。因為海水中含有大量的帶電離子，這些離子隨風海流做定向運動，如果有足夠強的磁場能使海流中的正、負離子發生偏轉，便可用來發電。

圖22為一利用風海流發電的磁流體發電機原理示意圖，用絕緣材料制成一個橫截面為矩形的管道，在管道的上、下兩個內表面裝有兩塊金屬板M、N，金屬板長為a，寬為b，兩板間的距離為d。將管道沿風海流方向固定在風海流中，在金屬板之間加一水平勻強磁場，磁感應強度大小為B，方向由南向北，用導線將M、N外側連接電阻為R的航標燈（圖中未畫出）。工作時，海水從東向西流過管道，在兩金屬板之間形成電勢差，可以對航標燈供電。設管道內海水的流速處處相同，且速率恒為v，海水的電阻率為ρ，海水所受摩擦阻力與流速成正比，比例系數為k。

（1）求磁流體發電機電動勢E的大小，并判斷M、N兩板哪個板電勢較高；

（2）由于管道內海水中有電流通過，磁場對管道內海水有力的作用，求此力的大小和方向；

（3）求在t時間內磁流體發電機消耗的總機械能。

（09年潮南區期末）（17分）帶有等量異種電荷的兩個平行金屬板A和B水平放置，相距d (d遠小于板的長和寬)，一個帶正電的油滴M懸浮在兩板的正中央，處于平衡，油滴的質量為m，帶電量為q，如圖所示。在油滴的正上方距A板d處有一個質量也為m的帶電油滴N，油滴N由靜止釋放后，可以穿過A板上的小孔，進入兩金屬板間與油滴M相碰，并立即結合成一個大油滴。整個裝置處于真空環境中，若不計油滴M和N間的庫侖力和萬有引力以及金屬板本身的厚度，問

　　(1) 兩個金屬板A、B間的電壓是多少？哪板電勢較高？

(2) 若結合成的大油滴(可視為質點)恰好不與金屬板B相碰。指出油滴N帶何種電荷，并求油滴N的帶電量？