實驗室提供勻強磁場的裝置

（1）2.4×10 ⁴ N（2）4.5m

Ⅲ 如圖（a）為一研究電磁感應的實驗裝置示意圖，其中電流感測器（電阻不計）能將各時刻的電流數據實時通過

（1）由I-t圖象可知，當金屬桿達到穩定運動時的電流為1.60A，
桿受力平衡，由平衡條件得：mgsinθ=BIL，
解得：B＝

mgsinθ

IL

＝

0.2×10×0.5

1.60×1

T＝0.625T，
由圖可知，當t=0.5s時，I=1.10A；
P=I²R=1.10²×1.0W=1.21W；
（2）1.2s內通過電阻的電量為圖線與t軸包圍的面積，由圖知：
總格數為129格（126～135格均正確）q=129×0.1×0.1C=1.29C（1.26C～1.35C格均正確），
由圖知：1.2s末桿的電流I=1.50A，
感應電流I=

E

R+r

=

BLv

R+r

，
金屬桿速度：v=

I(R+r)

BL

，
解得：v=3.6m/s，
通過電阻的電荷量：
q=I△t=

E

R+r

△t=

△Φ

△t

?

1

R+r

?△t=

△Φ

R+r

=

BLx

R+r

，
金屬桿移動的距離：x=

q(R+r)

BL

，
解得：x=3.096m，
由能量守恆定律得：mgxsinθ=

1

2

mv²+Q，
電阻R上產生的熱量：Q_R=

R

R+r

Q，
解得：Q_R=1.2J；
（3）由圖象分析，金屬桿在1.6s內隨著位移的變大，做加速度逐漸變小的速度變大的直線運動；
1.6s～2.0s內隨著位移的變大，做勻速直線運動；2.0s時刻斷開電鍵，
2.0s～4.0s金屬桿做勻加速直線運動，其加速度為a=5m/s²．圖象如圖所示：
圖象
答：（1）勻強磁場的磁感應強度B的大小為0.625T，在t=0.5s時電阻R的熱功率為1.21W；
（2）估算0～1.2s內通過電阻R的電荷量及在R上產生的焦耳熱為1.2J；
（3）速度隨時間的變化圖象如圖所示．

Ⅳ 中國「穩態強磁場實驗裝置」實現重大突破，有哪些價值以及意義

首先對於強磁場的能力有很大的價值和意義。穩態強磁場實驗設施是一個國家的重大科技基礎設施，反映了一個國家利用建造穩態強磁場實驗裝置不僅需要大量資金，還需要最先進的強磁場技術。穩態強磁場實驗裝置已進入“建設運行”階段。該裝置內置的磁體和系統已陸續投入開放運行，供科學家開展科學研究。45.22萬高斯的成就，意味著中國操控磁場的能力達到了一個新的高度，磁場越強，看得越清楚，越有助於探索物質的內部結構，更好地為人類發現自然規律和開發新技術的條件。

要知道穩態強磁場是材料科學研究所需的極端實驗條件，是推動重大科學發現的“利器”。穩態強磁場實驗的混合磁體創造了45.22萬高斯磁場的新世界紀錄，相當於地球磁場的90萬多倍，可以幫助科學家發現新現象，研究磁場新規律事情。