Question

磁感應(yīng)強度是描述磁場性質(zhì)的重要物理量．不同物質(zhì)周圍存在的磁場強弱不同，測量磁感應(yīng)強度的大小對于磁場的實際應(yīng)用有著重要的物理意義．

（1）如圖所示為電流天平，可以用來測量勻強磁場的磁感應(yīng)強度．它的右臂掛著匝數(shù)為n匝的矩形線圈，線圈的水平邊長為l，處于勻強磁場內(nèi)，磁場的方向與線圈平面垂直．當線圈中通過電流I時，調(diào)節(jié)砝碼使兩臂達到平衡，然后保持電流大小不變，使電流反向，這時需要在左盤中增加質(zhì)量為m的砝碼，才能使兩臂再達到新的平衡．重力加速度為g，請利用題目所給的物理量，求出線圈所在位置處磁感應(yīng)強度B的大�。�

（2）磁場具有能量，磁場中單位體積所具有的能量叫做能量密度，其值為B2/2μ，式中B是磁感應(yīng)強度，μ是磁導(dǎo)率，在空氣中μ為一已知常量．請利用下面的操作推導(dǎo)條形磁鐵磁極端面附近的磁感應(yīng)強度B：用一根端面面積為A的條形磁鐵吸住一相同面積的鐵片P，再用力將鐵片與磁鐵緩慢拉開一段微小距離Δl，并測出拉力F，如圖所示．因為距離很小，F(xiàn)可視為恒力．

（3）利用霍爾效應(yīng)原理制造的磁強計可以用來測量磁場的磁感應(yīng)強度．磁強計的原理如圖所示：將一體積為a×b×c的長方體導(dǎo)電材料，放在沿x軸正方向的勻強磁場中，已知材料中單位體積內(nèi)參與導(dǎo)電的帶電粒子數(shù)為n，帶電粒子的電量為q，導(dǎo)電過程中，帶電粒子所做的定向移動可認為是勻速運動．當材料中通有沿y軸正方向的電流I時，穩(wěn)定后材料上下兩表面間出現(xiàn)恒定的電勢差U．

①請根據(jù)上述原理導(dǎo)出磁感應(yīng)強度B的表達式．

②不同材料中單位體積內(nèi)參與導(dǎo)電的帶電粒子數(shù)n不同，請利用題目中所給的信息和所學知識分析制作磁強計應(yīng)采用何種材料．

Answer 1