13. 某校高二物理兴趣小组的同学设计了两种测匀强磁场磁感应强度的方法,根据所学知识完成下列问题。
(1)方法一是利用电流天平来测量,如图所示,电流天平的右臂挂着矩形线圈,匝数为
n,线圈的水平边长为
L,线圈下半部分处于匀强磁场内,磁场方向与线圈平面垂直。当线圈中通过图示方向的电流
I时,调节砝码使两臂达到平衡。然后使电流反向,大小不变。这时需要在右盘中增加质量为
m的砝码,才能使两臂再达到新的平衡。写出磁感应强度的表达式。
(2)方法二是利用磁传感器“霍尔元件”来测量,已知该霍尔元件长宽高分别为
a、
b、
c,单位体积中自由载流子个数为
n,载流子为电子,电量为
e,把霍尔元件接入电路,如图所示,匀强磁场垂直于霍尔元件上下两面竖直向上,现测得电流为
I,方向向左,现还需测出霍尔元件
M、
N两面的电压才能求出磁感应强度。
①测电压时电压表的正接线柱应该与哪个面相接?
②正确连接电压表后测出稳定时电压为
U,写出磁感应强度的表达式。