如圖所示,虛線框內存在一沿水平方向、且與紙面垂直的勻強磁場.現通過圖示裝置來測量該磁場的磁感應強度大小、并判定其方向.所用器材已在圖中給出,其中D為位于紙面內的U形金屬框,其底邊水平,長度為L,兩側邊豎直且等長;直流電源電動勢為E,內阻為r;R為電阻箱;S為開關.此外還有細沙、天平和若干輕質導線.已知重力加速度為g.
先將開關S斷開,在托盤內加放適量細沙,使D處于平衡狀態,然后用天平稱出細沙質量m
1. 閉合開關S,將電阻箱阻值調節至R
1=r,在托盤內重新加入細沙,使D重新處于平衡狀態,用天平稱出此時細沙的質量為m
2且m
2>m
1.
(1)磁感應強度B大小為______,方向垂直紙面______(選填“向里”或“向外”);
(2)將電阻箱阻值調節至R
2=2r,則U形金屬框D______(選填“向下”或“向上”)加速,加速度大小為______.