Question

測磁感應強度B有多種方法，下面是利用導電液體的附加壓強進行測量．如圖所示是一個可以用來測量磁感應強度的裝置：一長方體絕緣容器，內部高為L厚為d，左右兩側等高處裝有兩根完全相同的開口向上的管子a、b，上、下兩側裝有電極C（正極）和D（負極）并經開關S與電源連接，容器中注滿能導電的液體，液體的密度為ρ，將容器置于一勻強磁場中，磁場方向垂直紙面向里，當開關斷開時，豎直管子a、b中的液面高度相同，開關S閉合后，a、b管中液面高度差為h，電路中電流表的示數為I，則磁感應強度B的大小為

 

，為了提高測量的精度請提出一條改進意見

 

．

Answer 1

分析：（1）當開關閉合時，液體中有電流流過，電流在磁場中受到安培力作用，液體在力的作用下發生流動，使液面高度發生變化．根據高出的液體處于平衡狀態列方程可以求出磁感應強度．
（2）根據第一問求出的磁感應強度的表達式，可以明確為了提高測量的靈敏度，應該采取的措施．

解答：解：（1）當開關閉合時，液體中有從c到d方向的電流，根據左手定則可知，液體將受到向左的安培力作用，在液面內部將產生壓強，因此b端的液面將比a端的高．
由于安培力作用產生的壓強為：P=

BIL

Ld

由于高出的液體處于平衡狀態，因此有：P=ρgh
所以解得：B=

ρghd

I

．
（2）提高測量的靈敏度，就是能夠測量很小的磁感應強度，根據所測磁感應強度的表達式B=

ρghd

I

，可知減小液體的密度ρ，減小容器的厚度d，增大電流I都可以提高測量的靈敏度．
故答案為：B=

ρghd

I

，減小ρ、d或增大I，

點評：本題有一定創新性，考查了學生綜合應用知識的能力，是一道考查學生創新思維、綜合應用知識能力的好題．