Question

（4分）磁场具有能量，磁场中单位体积所具有的能量叫做能量密度，其值为B²/2μ,式中B是感应强度,μ是磁导率，在空气中μ为一已知常数．为了近似测得条形磁铁磁极端面附近的磁感应强度B，一学生用一根端面面积为A的条形磁铁吸住一相同面积的铁片P，再用力将铁片与磁铁拉开一段微小距离△L，并测出拉力F，如图所示．因为F所做的功等于间隙中磁场的能量，所以由此可得磁感应强度B与F、A之间的关系为B＝      

 

Answer 1

解析试题分析：本题关键根据题意得到磁场能量密度的定义，然后根据功能关系求得条形磁铁与铁片P之间的磁场所具有的能量。因为F所做的功等于△L间隙中磁场的能量，所以先分别求出F所做的功和△L间隙中磁场的能量，然后根据等量关系得出一等式，即可解得
在用力将铁片与磁铁拉开一段微小距离△L的过程中，拉力F可认为不变，因此F所做的功为：；以表示间隙中磁场的能量密度，由题给条件，根据磁能量密度的定义可得：△L间隙中磁场的能量；由题意可知：F所做的功等于△L间隙中磁场的能量，即W=E；所以，解得：．
考点：本题考查磁能量密度；弹簧测力计的使用与读数；磁场；功的计算，同时考查考生从新情境中提取物理信息的能力．