如图所示,虚线框内存在一沿水平方向、且与纸面垂直的匀强磁场.现通过图示装置来测量该磁场的磁感应强度大小、并判定其方向.所用器材已在图中给出,其中D为位于纸面内的U形金属框,其底边水平,长度为L,两侧边竖直且等长;直流电源电动势为E,内阻为r;R为电阻箱;S为开关.此外还有细沙、天平和若干轻质导线.已知重力加速度为g.
先将开关S断开,在托盘内加放适量细沙,使D处于平衡状态,然后用天平称出细沙质量m
1. 闭合开关S,将电阻箱阻值调节至R
1=r,在托盘内重新加入细沙,使D重新处于平衡状态,用天平称出此时细沙的质量为m
2且m
2>m
1.
(1)磁感应强度B大小为______,方向垂直纸面______(选填“向里”或“向外”);
(2)将电阻箱阻值调节至R
2=2r,则U形金属框D______(选填“向下”或“向上”)加速,加速度大小为______.