Question

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是磁感应强度，“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=

2μF A

．

Answer 1

分析：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．

解答：解：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：W=F?△L；
以ω表示间隙中磁场的能量密度，由题给条件ω=

B2

2μ

，根据磁能量密度的定义可得：
△L间隙中磁场的能量E=ωV=

B2

2μ

?A?△L；
由题意可知：F所做的功等于△L间隙中磁场的能量，即W=E；
∴F?△L=

B2

2μ

?A?△L
解得：B=

2μF A

．
故答案为：

2μF A

．

点评：本题考查解磁能量密度，对于学生来说虽是一个新的物理量，但结合所学的密度不难解答；主要是正确理解磁能量密度的物理意义．