炎德英才(一中版)2023-2024学年度高二第二学期第二次阶段性检测答案(物理)

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(1)棒刚开始运动时电流传感器中的电流大小及M、P点的电势高低：(2)棒在导轨上运动的时间：(3)若在导轨表面适当位置涂上一种特殊导电材料，其动摩擦因数与棒在导轨上滑行的距离x关系如图2所示。从棒开始运动到停止的过程中，计算机测得流经电流传感器的电荷量g=0.05C,求：①此过程中金属棒的位移：②金属棒产生的焦耳热。（提示：可以用F-x图像的“面积”代表力F所做的功）20.（11分)2023年4月12日21时，在中国合肥运行的“东方超环”成功实现403秒稳态长脉冲高约束模式等离子体运行，创造了新的世界纪录。如图1所示是磁约束核聚变实验装置。图2为其模拟的磁场分布图，半径为R的足够长圆柱形区域内分布水向右的匀强磁场I,磁感应强度大小为B,圆柱形磁场区域外侧分布有方向与磁场I垂直的环形磁场Ⅱ，其磁感应强度大小也为B且处处相等；图3和图4分别为其模拟的横截面与纵截面磁场分布图。从图3看，某时刻速度v=BqR的氘原子核(已知氘原子核质量为m,电荷量为g)从水磁场I最低点竖直向下射入磁场Ⅱ。不计粒子的重力和空气阻力，不考虑相对论效应。等离子体真空室（即各种粒子的混合体）磁场H磁场磁场Ⅱ提供磁场Ⅱ的线圈磁场I磁场1图1图2磁中BRB磁场】R磁场上T这x隧I文图3图4第20题图(1)要使氘核不射出磁场Ⅱ边界，求磁场Ⅱ的最小厚度L:(2)求氘核从出发时到第三次从磁场Ⅱ返回磁场I边界的过程中，该氘核运动的均速度大小：(3)磁场Ⅱ实际上是不均匀的，设磁场沿径向可看成间距为d(d很小且未知)的许多条形匀强磁场紧密排布，且自内向外的磁感应强度大小为kd、2kd、3kd、…、nkd(k为己知常数)，仍要保证氘核不射出磁场Ⅱ边界，求磁场Ⅱ的最小厚度L。高二物理试卷第8页（共8页）