磁感应强度的测量方法综述.doc

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1、磁感应强度的测量方法综述磁感强度是电磁学中的一个重要物理量，其大小的测定方法较多，归纳起来主要有以下几种，下面举例说明。1.利用物体的平衡条件测定磁感强度例1.如图1所示，天平可用来测定磁感应强度。天平的右臂下面挂有一个矩形线圈，宽为l，共N匝，线圈的下部悬在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面。当线圈中通有电流I（方向如图所示）时，在天平左、右两边加上质量各为m1、m2的砝码，天平平衡。当电流反向（大小不变）时，右边再加上质量为m的砝码后，天平重新平衡。由此可知（）A.磁感应强度的方向垂直纸面向里，大小为B.磁感应强度的方向垂直纸面向里

2、，大小为C.磁感应强度的方向垂直纸面向外，大小为D.磁感应强度的方向垂直纸面向外，大小为解析：当电流反向时，右边需加上质量为m的砝码后天平才能重新平衡，由此可知电流反向时安培力向上，用左手定则知磁场方向为垂直纸面向里。由题意可知，增加砝码的重力mg就是用来平衡因电流变向而引起线框上安培力的变化。当电流反向时安培力的变化为，所以有解得，所以选项B正确。评析：用天平来测定磁感应强度的实质是利用物体的平衡条件，分析时关键要弄清因电流反向时安培力的变化大小。2.利用导电液体的压强测定磁感强度例2.如图2所示是一个可以用来测量磁感强度的装置

3、：一长方体绝缘容器内部高为L，厚为d，左右两管等高处装有两根完全相同的开口向上的管子a、b，上、下两侧装有电极C（正极）和D（负极），并经开关S与电源连接，容器中注满能导电的液体，液体的密度为；将容器置于一匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，当开关断开时，竖直管子a、b中的液面高度相同，开关S闭合后，a、b管中液面将出现高度差。若当开关S闭合后，a、b管中液面将出现高度差为h，电路中电流表的读数为I，求磁感应强度B的大小。解析：开关S闭合后，导电液体中有电流由C流到D，根据左手定则可知导电液体要受到向右的安培力F作用，在液体中会产生

4、附加压强P。这样a、b管中液面将出现高度差。则在液体中产生附加压强P为又因为安培力所以磁感应强度B的大小为评析：通电液体在磁场中要受到安培力，安培力的作用又要在液体中产生附加压强P，通过对附加压强P的分析就可以测出磁感强度。3.利用功能关系测定磁感强度例3.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，式中B是磁感应强度，是磁导率，在空气中为一已知常数。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，再用力将铁片拉开一段微小的距离△l，并测出拉力F，如图3所

5、示。因为F所做的功等于间隙中磁场的能量，试求磁感应强度B。（用A、F表示）解析：将铁片拉开一段微小的距离△l的过程中，拉力F可近似地认为不变，因此其做功为由功能关系和题中能量密度的定义可知所以可解得评析：此题涉及的内容实际已超出了大纲的要求，但题目用了大量的文字对此作了必要、详尽的说明，因此属于“信息给予的新知识型”试题。对此类题目的求解，关键在于对题给信息的全面正确的理解。它能很好地考查学生的阅读能力、提取和处理信息的能力。4.利用霍尔效应的原理测定磁感强度例4.如图4所示，电路中有一段金属导体，它的横截面为边长等于a的正方形，

6、放在沿x正方向的匀强磁场中，导体中通有沿y方向、电流强度为I的电流，已知金属导体单位体积中的自由电子数为n，电子电量为e，金属导体导电过程中，自由电子所做的定向移动可以认为是匀速运动，测出导体上下两侧面间的电势差为U，试求：（1）导体上、下侧面那个电势较高？（2）该磁场的磁感应强度是多大？解析：（1）因为电流向右，所以金属中的电子向左运动，根据左手定则可知电子向下侧偏移，下表面带负电荷，上表面带正电荷，所以上侧电势高。（2）由于电子做匀速运动，所以电场力与洛伦兹力大小相等，有，即又由电流的微观定义可知以上两式可得评析：霍尔效应是将

7、导体放在沿x方向的匀强磁场中，并通有沿y方向的电流时，在导体的上下两侧面间会出现电势差的现象。利用霍尔效应的原理可以测定磁场的磁感应强度。