Question

【題目】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，式中B是磁感應強度，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應強度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ΔL，并測出拉力F，如圖所示，因為F所做的功等于間隙中磁場的能量，所以由此可得此感應強度B與F、A之間的關系為B=_____________.

Answer 1

【答案】

【解析】

在用力將鐵片與磁鐵拉開一段微小距離△L的過程中，拉力F可認為不變，因此F所做的功為：

W=F△L

以ω表示間隙中磁場的能量密度，由題給條件，根據磁能量密度的定義可得：

△L間隙中磁場的能量

由題意可知：F所做的功等于△L間隙中磁場的能量，即W=E；

∴

解得：