Question

（2002?上海）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是磁感強度，μ是磁導率，在空氣中μ為一已知常數．為了近似測得條形磁鐵磁極端面附近的磁感強度B，一學生用一根端面面積為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拉開一段微小距離△l，并測出拉力F，如圖所示．因為F所作的功等于間隙中磁場的能量，所以由此可得磁感強度B與F、A之間的關系為B=

2μF A

．

Answer 1

分析：由于拉力F所作的功等于間隙中磁場的能量，能量密度為磁場中單位體積所具有的能量，故用能量除以體積就可以列出關系式求出磁感強度B與F、A之間的關系．

解答：解：由題意，磁場中單位體積所具有的能量叫做能量密度，其值為

B2

2μ

條形磁鐵與鐵片P之間的磁場具有的能量等于拉力F做的功，故
E=F?△x   ①
量密度為磁場中單位體積所具有的能量，故

B2

2μ

=

E

△l?A

   ②
由①②可解得
B=

2μF A

故答案為：

2μF A

．

點評：本題關鍵根據題意得到磁場能量密度的定義，然后根據功能關系求得條形磁鐵與鐵片P之間的磁場所具有的能量，再根據題意列式求解．