实验用电磁感应法测交变磁场
电磁感应法测交变磁场_课件
电磁感应法测交变磁场在工业、国防、科研中都需要对磁场进行测量，测量磁场的方法有不少，如冲击电流计法、霍耳效应法、核磁共振法、天平法、电磁感应法等等，本实验介绍电磁感应法测磁场的方法，它具有测量原理简单，测量方法简便及测试灵敏度较高等优点。
一、实验目的1．了解用电磁感应法测交变磁场的原理和一般方法，掌握201FB 型交变磁场实验仪及测试仪的使用方法。
2．测量载流圆形线圈和亥姆霍兹线圈的轴向上的磁场分布。
3．了解载流圆形线圈（或亥姆霍兹线圈）的径向磁场分布情况。
4．研究探测线圈平面的法线与载流圆形线圈（或亥姆霍兹线圈）的轴线成不同夹角时所产生的感应电动势的值的变化规律。
二、实验仪器FB201－Ⅰ型交变磁场实验仪，信号频率可调范围30~200Hz ，信号输出电流，单个圆线圈可 900mA ≥ ，两个圆线圈串联400mA ≥。
亥姆霍兹线圈每个400匝，允许最大电流1A 。
三、实验原理1．载流圆线圈与亥姆霍兹线圈的磁场：（1）载流圆线圈中心轴线上的磁场分布:一半径为R ，通以电流I 的圆线圈，轴线上磁场的公式为 ：2/322200)(2X R R I N B +⋅⋅⋅=μ （1）式中0N 为圆线圈的匝数，X 为轴上某一点到圆心O '的距离，70410/,H m μπ-=⨯磁场的分布图如图1所示。
本实验取匝400N 0=，A 400.0I =，m 107.0R =，圆心O '处0X =，可算得磁感应强度为：T 10940.0B 3-⨯= , T 10328.1B 2B 3m -⨯==（2）亥姆霍兹线圈中心轴线上的磁场分布:两个相同圆线圈彼此平行且共轴，通以同方向电流I ，理论计算证明：线圈间距a 等于线圈半径R 时，两线圈合磁场在轴上（两线圈圆心连线）附近较大范围内是均匀的，这对线圈称为亥姆霍兹线圈，如图2所示。
这种均匀磁场在科学实验中应用十分广泛，例如，显像管中的行、场偏转线圈就是根据实际情况经过适当变形的亥姆霍兹线圈。
用电磁感应法测交变磁场数据
-2.0 15.3 1.58E-03
7.0 18.0 1.85E-03
16.0 9.4
9.68E-04
-1.0 16.3 1.68E-03
8.0 17.8 1.83E-03
17.0 8.2 8.45E-04
0.0 17.2 1.77E-03
9.0 17.4 1.79E-03
1.0 17.9 1.84E-03
Bm=0.103Vmax*10-3/T
-5.0 16.1 1.658E-03
-4.0 16.6 1.710E-03
-3.0 16.9 1.741E-03
-2.0 16.9 1.741E-03
Bm/T
亥姆霍兹线圈径向上磁感应强度
1.760E-03
1.740E-03
1.720E-03
1.700E-03
0.0006
0.0004
0.0002
0
-7.0 7.0
7.210E-04
-6.0 8.1
8.343E-04
-5.0 9.1
9.373E-04
-4.0 10.0 1.030E-03
5.52E-04 6.34E-04
7.19E-04 8.04E-04
1.0 12.3 1.267E-03
2.0 图表标题3.0
霍兹线圈径向上磁感应强度分布
1.760E-03
1.740E-03
1.720E-03
1.700E-03
1.680E-03
1.660E-03
1.640E-03
1.620E-03
0.0
2.0
径向距离X/10-2m
40.0 12.5 0.77
50.0 14.4 0.64
用电磁感应法测交变磁场
五、数据表格（见附页） 六、数据处理及结果表达
以下处理中，将原点取为 x=5.5cm 处 1.圆电流线圈轴线上磁场分布的测量数据记录：
（注意坐标原点设在圆心处。要求列表记录，表格中包括测点位置，数字式毫伏表读数 以 U max 换算得到的 Bm 值，并在表格中表示出各测点对应的理论值） ，在同一坐标纸上画 出实验曲线与理论曲线。 表 1 圆电流线圈轴线上磁场分布的数据记录 X Umax Bm B理 Bm 理 0.0 9 0.93 0.72 1.02 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 10.1 11 11.8 12.4 12.6 12.4 11.9 11.2 10.2 1.04 1.13 1.22 1.28 1.3 1.28 1.26 1.15 1.05 0.81 0.88 0.95 0.99 1.01 0.99 0.95 0.88 0.81 1.14 1.25 1.34 1.4 1.41 1.4 1.34 1.25 1.14 10.0 9.1 0.94 0.72 1.02
电磁感应法测交变磁场
弘毅学堂 李奇正 2016301610156
按照被测磁场的性质， 磁场测量分为恒定磁场测量和变化磁场测量。 对于随时间而 变化的交变磁场的测量，通常利用电磁感应效应将磁场的磁学量转变为电动势来测量。
一、实验目的。
（1） 了解用电磁感应测交变磁场的原理和方法。 （2） 测量载流圆形线圈和亥姆霍兹线圈的轴向磁场分布。 （3） 了解载流圆形线圈（或亥姆霍兹线圈）的径向磁场分布情况。 （4） 研究探测线圈平面的法线与载流圆形线圈（或亥姆霍兹线圈）的轴线 成不同夹角时产生的感应电动势的变化规律。
2．亥姆霍兹线圈轴线上的磁场分布的测量数据记录： （注意坐标原点设在两个线圈圆心连线的中点 0 处） ，在方格坐标纸上画出实验曲线。 表 2 亥姆霍兹线圈轴线上的磁场分布的测量数据记录 x Um Bm X -10 0 1 2 3 4 5 6 7 8 14 9 12.6 1.3 0 10 1.2 1.15
电磁感应法测交变磁场_讲义
电磁感应法测交变磁场在工业、国防、科研中都需要对磁场进行测量，测量磁场的方法有不少，如冲击电流计法、霍耳效应法、核磁共振法、天平法、电磁感应法等等，本实验介绍电磁感应法测磁场的方法，它具有测量原理简单，测量方法简便及测试灵敏度较高等优点。
一、实验目的1．了解用电磁感应法测交变磁场的原理和一般方法，掌握201FB 型交变磁场实验仪及测试仪的使用方法。
2．测量载流圆形线圈和亥姆霍兹线圈的轴向上的磁场分布。
3．了解载流圆形线圈（或亥姆霍兹线圈）的径向磁场分布情况。
4．研究探测线圈平面的法线与载流圆形线圈（或亥姆霍兹线圈）的轴线成不同夹角时所产生的感应电动势的值的变化规律。
二、实验仪器FB201－Ⅰ型交变磁场实验仪，信号频率可调范围30~200Hz ，信号输出电流，单个圆线圈可 900mA ≥ ，两个圆线圈串联400mA ≥。
亥姆霍兹线圈每个400匝，允许最大电流1A 。
三、实验原理1．载流圆线圈与亥姆霍兹线圈的磁场：（1）载流圆线圈中心轴线上的磁场分布:一半径为R ，通以电流I 的圆线圈，轴线上磁场的公式为 ：2/322200)(2X R R I N B +⋅⋅⋅=μ （1）式中0N 为圆线圈的匝数，X 为轴上某一点到圆心O '的距离，70410/,H m μπ-=⨯磁场的分布图如图1所示。
本实验取匝400N 0=，A 400.0I =，m 107.0R =，圆心O '处0X =，可算得磁感应强度为：T 10940.0B 3-⨯= , T 10328.1B 2B 3m -⨯==（2）亥姆霍兹线圈中心轴线上的磁场分布:两个相同圆线圈彼此平行且共轴，通以同方向电流I ，理论计算证明：线圈间距a 等于线圈半径R 时，两线圈合磁场在轴上（两线圈圆心连线）附近较大范围内是均匀的，这对线圈称为亥姆霍兹线圈，如图2所示。
这种均匀磁场在科学实验中应用十分广泛，例如，显像管中的行、场偏转线圈就是根据实际情况经过适当变形的亥姆霍兹线圈。
试验四十五用电磁感应法测磁场分布
实验四十五 用电磁感应法测磁场分布在工业、国防、科研中都需要对磁场进行测量，测量磁场的方法不少，如冲击电流计法、霍耳效应法、核磁共振法、天平法、电磁感应法等等。
本实验介绍电磁感应法测磁场的方法，它具有测量原理简单、测量方法简便及测试灵敏度较高等优点。
一 实 验 目 的（1）了解用电磁感应法测交变磁场的原理和一般方法，掌握FB-201型交变磁场实验仪及测试仪的使用方法。
（2）测量载流圆形线圈和亥姆霍兹线圈的轴向上的磁场分布。
（3）了解载流圆形线圈（或亥姆霍兹线圈）的径向磁场分布情况。
（4）研究探测线圈平面的法线与载流圆形线圈（或亥姆霍兹线圈）的轴线成不同夹角时所产生的感应电动势的值的变化规律。
二 实 验 原 理1. 载流圆线圈与亥姆霍兹线圈的磁场 （1）载流圆线圈磁场一半径Ｒ，通以电流I 的圆线圈，轴线上磁场分布的公式为： 2/322200)(2X R IR N B +=μ （1）式中N 0为圆线圈的匝数，为轴上某一点到圆心X O ′的距离。
,H/m 10470−×=πμ它的分布图如图1所示。
图1 载流圆线圈磁场分布图2 亥姆霍兹线圈的磁场分布本实验取:圆心处, m 100.0 ,A 400.0 ,4000===R I N 匝 'O 0=X ，图 3探测线圈在磁场可算得圆心O'处磁感应强度为： (T)1001.13−×=B （2）亥姆霍兹线圈(图23-2)两个相同圆线圈彼此平行且共轴，通以同方向电流I ，理论计算证明：线圈间距等于线圈半径时，两线圈合磁场在轴上（两线圈圆心连线）附近较大范围内是均匀的，这样的一对线圈称为亥姆霍兹线圈。
这种均匀磁场在科学实验中应用十分广泛，例如，显像管中的行、场偏转线圈就是根据实际情况经过适当变形的亥姆霍兹线圈。
a R2. 用电磁感应法测磁场的原理 设均匀交变磁场为（由通交变电流的线圈产生）:t B B m sin ω= 磁场中一探测线圈的磁通量为: Φ=NSB m cosθsinωt ，式中：Ｎ为探测线圈的匝数，S 为该线圈的截面积，θ为B v与线圈法线夹角，如图23-3所示。
大学物理实验电磁感应法测交变磁场
cos
U m （ mV ）
max 2U m （ mV ）
2．测量圆电流线圈轴线上磁场的分布 电路及参数同内容 1，以圆电流线圈中心为坐标原点，每隔 10.0mm 测一个
U max 值，数据计入表 2，在同一坐标纸上画出磁场分布的实验曲线与理论曲线。并
作出曲线图。 表 2 圆电流线圈轴线上磁场分布的数据记录 轴向距离 x (10 m)
2
0.0
1.0
2.0Βιβλιοθήκη 3.0...10.0
U max （ mV ）
B m 0.103U max 10 3 (T)
B
0 N 0 I R 2
2( R 2 x 2 )3/2
(T )
测量过程中注意保持励磁电流值不变，并保证探测线圈法线方向与圆电流线圈 轴线的夹角为 0 。从理论上可知，如果转动探测线圈，当 0 和 180 时应 该得到两个相同的 U max 值，但实际测量时，这两个值往往不相等，这时就应该分 别测出这两个值，然后取其平均值作为对应点的磁场强度。 3．测量圆电流线圈沿径向的磁场分布 固定探测线圈法线方向与圆电流轴线的夹角为 0 ，转动探测线圈径向移动手 轮，每移动 10.0mm 测量一个数据，按正、负方测到边缘为止，记录数据，记入表 3，并作出磁场分布曲线图。 表 3 测量圆电流线圈沿径向的磁场分布 径向距离 x
以免连接错误，导致短路。 六、预习题 1.单线圈轴线上磁场的分布规律如何？亥姆霍兹线圈是怎样组成的？它的磁 场分布特点又怎样？ 2． U max 和 max 物理意义是什么？它们有什么关系？ 七、思考题 1. 探测线圈放入磁场后，不同方向上毫伏表指示值不同，哪个方向最大？如 何测准 U max 值？ 2．分析圆电流磁场分布的理论值与实验值的误差的产生原因？
（大学物理实验）磁场测量与描绘实验指导书
（⼤学物理实验）磁场测量与描绘实验指导书磁场测量与描绘实验指导书在⼯业⽣产和科学研究的许多领域都要涉及到磁场测量问题，如磁探矿、地质勘探、磁性材料研制、磁导航、同位素分离、电⼦束和离⼦束加⼯装置、受控热核反应以及⼈造地球卫星等。
近三⼗多年来，磁场测量技术发展很快，⽬前常⽤的测量磁场的⽅法有⼗多种，较常⽤的有电磁感应法、核磁共振法、霍尔效应法、磁通门法、光泵法、磁光效应法、磁膜测磁法以及超导量⼦⼲涉器法等。
每种⽅法都是利⽤磁场的不同特性进⾏测量的，它们的精度也各不相同，在实际⼯作中将根据待测磁场的类型和强弱来确定采⽤何种⽅法。
本实验仪采⽤电磁感应法测量通有交流电的螺线管产⽣的交变磁场，通过这个实验掌握低频交变磁场的测量⽅法，加深对法拉第电磁感应定律和毕奥—萨伐尔定律的理解及对交变磁场的认识。
⼀、实验⽬的1．学习交变磁场的测量原理和⽅法。
2．学习⽤探测线圈测量交变磁场中各点的磁感应强度。
3．掌握载流直螺线管轴线上各点磁场的分布情况。
4．了解螺线管周围磁场的分布及其描绘⽅法。
5．加深理解磁场和电流的相互关系。
⼆、实验原理1．交变磁场的测量原理当导线中通有交变电流时，其周围空间就会产⽣交变磁场。
当直螺线管通过电流时，在螺线管内就产⽣磁场。
如果通过的电流是交变电流，则产⽣的磁场就是交变磁场。
在交变磁场中各点的磁感应强度是随时间变化的，我们⼀般⽤磁感应强度的有效值来描述磁场。
交变磁场的测量可以⽤探测线圈和交流数字毫伏表组成的闭合回路进⾏测量。
将探测线圈置于被测的磁场中，则根据法拉第电磁感应定律，通过探测线圈的交变磁通在回路中感应出电动势。
通过测量此感⽣电动势的⼤⼩，就可计算出磁感应强度B 的⼤⼩和⽅向。
2． B 的⼤⼩和⽅向确定通常为了精确测量磁场中某⼀点的磁感应强度，探测线圈都做得很⼩，因此线圈平⾯内的磁场可以认为是均匀的。
如图1所⽰，若线圈的横截⾯积为S ，匝数为N ，置于载流螺线管产⽣的待测交变磁场B 中，线圈平⾯的法线n 与磁感应强度B 的夹⾓为θ，则通过该线圈的磁通量θφcos NSB =。
测量磁场分布
测量磁场分布摘 要：本文通过测量载流圆形线圈和亥姆霍兹线圈的轴向上的磁场分布，了解电磁感应法测量磁场的原理和一般方法，并对场强叠加原理加以验证。
关键字：圆线圈 亥姆霍兹线圈 双线圈 磁场分布 电磁感应法引言：在工业、国防、科研中都需要对磁场进行测量，测量磁场的方法不少，如冲击电流计法、霍耳效应法、核磁共振法、天平法、电磁感应法等等。
本实验介绍电磁感应法测磁场的方法，它具有测量原理简单、测量方法简便及测试灵敏度较高等优点。
实验目的：1.了解用电磁感应法测交变磁场的原理和一般方法。
2.载流圆线圈在轴线上的磁场分布。
3.亥姆霍兹线圈在轴线上的磁场分布，验证磁场叠加原理。
4.较两载流圆线圈距离不同时轴线上磁场分布情况。
原理简述：1.载流圆线圈轴线上磁场的分布载流圆线圈在轴线（通过圆心并与线圈平面垂直的直线）上磁场情况如图1。
根据毕奥萨伐尔定律，轴线上某点的磁感应强度B 为：2/32220)X R (2NIR B +=μ式中μ为真空磁导率：,H/m 10470-⨯=πμN 为圆线圈的匝数，式中I 为通过线圈的电流强度，N 为线圈匝数，R 为线圈平均半径，x 为圆心到该点的距离。
2.载流双线圈轴线上磁场的分布磁场与电场一样满足叠加原理。
总磁场的磁感应强度等于各个运动电荷或载流线段产生的磁场的磁感应强度的矢量和，这个结论称为磁场的叠加原理。
两个尺寸结构完全相同圆线圈彼此平行且共轴，通以方向一致，大小相同的电流I ，其中一个固定，另一个可沿其共轴平行移动。
若O 点为两线圈轴线中点，则两线圈在P 点产生的磁感应强度方向沿轴线向右。
根据毕奥—萨伐尔定律和场强叠加原理，可求得轴线上P 点的磁感应强度大小为：2/322202/32220])X 2a(R [2NIR ])X 2a (R [2NIR B -++++=μμ式中,H/m 10470-⨯=πμN 为圆线圈的匝数，R 为内外平均半径，a 为两线圈间距。
由上式可以看出，磁场分布与两线圈距离a 有关。
电磁感应法测交变磁场
电磁感应法测交变磁场一、引言在工业、国防、科研中都需要对磁场进行测量，测量磁场的方法有不少，如冲击电流计法、霍耳效应法、核磁共振法、天平法、电磁感应法等等，本实验介绍电磁感应法测磁场的方法，它具有测量原理简单，测量方法简便及测试灵敏度较高等优点。
二、实验原理1．载流圆线圈与亥姆霍兹线圈的磁场：（1）载流圆线圈中心轴线上的磁场分布: 一半径为R ，通以电流I 的圆线圈，轴线上磁场的公式为 ：2/322200)(2X R R I N B +⋅⋅⋅=μ （1）式中0N 为圆线圈的匝数，X 为轴上某一点到圆心O '的距离，70410/H m μπ-=⨯，磁场的分布图如图1所示。
本实验取匝400N 0=，A 400.0I =，m 107.0R =，圆心O '处0X =，可算得磁感应强度为：T10940.0B 3-⨯= ,T 10328.1B 2B 3m -⨯==（2）亥姆霍兹线圈中心轴线上的磁场分布:两个相同圆线圈彼此平行且共轴，通以同方向电流 ，理论计算证明：线圈间距 等于线圈半径 时，两线圈合磁场在轴上（两线圈圆心连线）附近较大范围内是均匀的，这对线圈称为亥姆霍兹线圈，如图2所示。
这种均匀磁场在科学实验中应用十分广泛，例如，显像管中的行、场偏转线圈就是根据实际情况经过适当变形的亥姆霍兹线圈。
2．用电磁感应法测磁场的原理： 设均匀交变磁场为t B B m sin ω⋅=磁场中一探测线圈的磁通量为t B S N m sin cos ωθ⋅⋅⋅⋅=Φ 式中：N 为探测线圈的匝数，S 为该线圈的截面积，θ为B与线圈法线夹角。
如图3所示。
线圈产生的感应电动势为cos cos cos m md N S B t t dtεωθωεωΦ=-=⋅⋅⋅⋅⋅=-⋅式中θωεcos ⋅⋅⋅⋅=m mB S N 是线圈法线和磁场成θ角时，感应电动势的幅值。
当0=θ ，m B S N ⋅⋅⋅=ωεmax ，这时的感应电动势的幅值最大。
大学物理实验电磁感应法测交变磁场资料
大学物理实验电磁感应法测交变磁场资料大学物理实验中，电磁感应法是一种常用的测量交变磁场的方法。
以下是关于这种方法的一些基本资料。
电磁感应法是一种基于法拉第电磁感应定律的测量方法。
这个定律表明，当一个导体回路在变化的磁场中时，会在回路中产生感应电流。
这个感应电流的大小正比于磁场的强度和变化率。
因此，通过测量这个感应电流，就可以得出磁场强度和变化率的信息。
在大学物理实验中，通常使用电磁感应法来测量交变磁场。
具体实验过程如下：1.准备实验器材：一个线圈、一个交流电源、一个电流表、一个电压表、一个电阻箱、一个调压器、一对导线以及磁性材料或螺线管等交变磁场源。
2.将线圈绕在磁性材料或螺线管上，放置在交变磁场中。
3.将交流电源接入电路，使磁场源产生交变磁场。
4.使用电流表和电压表测量线圈中的感应电流和感应电动势。
5.根据法拉第电磁感应定律，可得出以下关系式：E=n(dΦ)/(dt)其中E为感应电动势，n为线圈匝数，Φ为磁通量，t为时间。
6.由于感应电流与感应电动势成正比，因此可以通过测量感应电流来得出磁场强度的变化率。
7.通过电阻箱和调压器调节磁场源的磁场强度，并记录不同磁场强度下的感应电流值。
8.根据实验数据绘制磁场强度变化率与感应电流关系的曲线图。
9.对实验数据进行处理和分析，得出实验结论。
在进行实验时，需要注意以下几点：1.线圈绕组应尽量均匀分布，以减小误差和提高测量精度。
2.测量时应尽量减小误差和干扰，如使用屏蔽线来减少外界磁场对测量的影响。
3.在测量过程中，应保证所有测量点的位置和测量条件的一致性，以便进行比较和分析。
4.实验过程中应注意安全操作，避免触电和烫伤等事故的发生。
通过电磁感应法测交变磁场实验，我们可以得出以下结论：1.交变磁场可以引起线圈中产生感应电流，并且感应电流的大小与磁场强度和变化率成正比。
2.通过测量线圈中的感应电流，可以得出磁场强度和变化率的信息，进一步了解交变磁场的变化规律和性质。
实验四十五.
实验四十五 用电磁感应法测磁场分布在工业、国防、科研中都需要对磁场进行测量，测量磁场的方法不少，如冲击电流计法、霍耳效应法、核磁共振法、天平法、电磁感应法等等。
本实验介绍电磁感应法测磁场的方法，它具有测量原理简单、测量方法简便及测试灵敏度较高等优点。
一 实 验 目 的（1）了解用电磁感应法测交变磁场的原理和一般方法，掌握FB-201型交变磁场实验仪及测试仪的使用方法。
（2）测量载流圆形线圈和亥姆霍兹线圈的轴向上的磁场分布。
（3）了解载流圆形线圈（或亥姆霍兹线圈）的径向磁场分布情况。
（4）研究探测线圈平面的法线与载流圆形线圈（或亥姆霍兹线圈）的轴线成不同夹角时所产生的感应电动势的值的变化规律。
二 实 验 原 理1. 载流圆线圈与亥姆霍兹线圈的磁场 （1）载流圆线圈磁场一半径Ｒ，通以电流I 的圆线圈，轴线上磁场分布的公式为： 2/322200)(2X R IR N B +=μ （1）式中N 0为圆线圈的匝数，为轴上某一点到圆心X O ′的距离。
,H/m 10470−×=πμ它的分布图如图1所示。
图1 载流圆线圈磁场分布图2 亥姆霍兹线圈的磁场分布本实验取:圆心处, m 100.0 ,A 400.0 ,4000===R I N 匝 'O 0=X ，图 3探测线圈在磁场可算得圆心O'处磁感应强度为： (T)1001.13−×=B （2）亥姆霍兹线圈(图23-2)两个相同圆线圈彼此平行且共轴，通以同方向电流I ，理论计算证明：线圈间距等于线圈半径时，两线圈合磁场在轴上（两线圈圆心连线）附近较大范围内是均匀的，这样的一对线圈称为亥姆霍兹线圈。
这种均匀磁场在科学实验中应用十分广泛，例如，显像管中的行、场偏转线圈就是根据实际情况经过适当变形的亥姆霍兹线圈。
a R2. 用电磁感应法测磁场的原理 设均匀交变磁场为（由通交变电流的线圈产生）:t B B m sin ω= 磁场中一探测线圈的磁通量为: Φ=NSB m cosθsinωt ，式中：Ｎ为探测线圈的匝数，S 为该线圈的截面积，θ为B v与线圈法线夹角，如图23-3所示。
电磁感应法测交变磁场
电磁感应法测交变磁场电磁感应法是一种常见的测量交变磁场的方法，其基本原理是：当一个导体在交变磁场中运动或被磁场穿过时，它内部将产生感应电动势，从而产生感应电流。
利用感应电流可以测量磁场的强度、方向和空间分布等信息。
本文将介绍电磁感应法测量交变磁场的基本原理、测量步骤和技术特点等内容。
电磁感应法是利用法拉第电磁感应定律来测量交变磁场的一种方法。
根据电磁感应定律，任何导体在磁场中运动或被穿过都会产生感应电动势。
这个电动势的大小与导体运动的速度、磁场的强度、导体的长度和方向有关。
当导体固定不动时，磁场的变化也可以引起导体内部的感应电流。
感应电流的大小取决于磁场的强度、导体的电阻和导体的形状等因素。
在测量交变磁场时，通常使用感应线圈或探头将感应电动势和感应电流转换为电信号，然后通过电路进行放大和信号处理，最终得到所需的测量结果。
1.选择合适的感应线圈或探头：根据不同的测量要求选择不同类型的感应线圈或探头。
常见的感应线圈包括光电式感应线圈、电阻式感应线圈等，探头包括霍尔元件、磁敏电阻等。
2.校准感应线圈或探头：通过一个已知的磁场源将感应线圈或探头放置在磁场中，标定测量系统的灵敏度和精度。
4.感应电动势转换为电信号：在感应线圈或探头中产生的感应电动势通过一个放大器或信号处理器被转换成电信号。
5.分析和处理电信号：可通过示波器、计算机等工具进行分析和处理电信号，以获得所需的测量结果。
1.灵敏度高：电磁感应法对交变磁场的变化非常敏感，可以检测微小的磁场变化。
2.可测量低频和高频磁场：电磁感应法可测量低频和高频磁场，适用于多种不同的测量需要。
3.适用于动态测量：电磁感应法可以对动态磁场进行测量，即磁场随时间变化的情况。
4.具有一定的空间分辨率：感应线圈或探头的布置位置和形状可以影响电磁感应法的空间分辨率。
总之，电磁感应法是一种可靠、灵敏、适用于动态测量，并且可以测量低频和高频磁场的技术手段。
在实际应用中，电磁感应法可以用于磁场分布、磁场强度、磁场方向等参数的测量和分析，具有广泛的应用前景和实用价值。
电磁感应法测交变磁场实验报告
电磁感应法测交变磁场实验报告一、实验目的本实验旨在通过电磁感应法测量交变磁场的基本原理和实验操作，加深对电磁感应现象的理解，掌握交变磁场测量的基本技能，并提高实验操作能力和数据分析能力。
二、实验原理电磁感应法是测量磁场的一种常用方法，其基本原理是法拉第电磁感应定律。
当一个导体回路在磁场中作切割磁感线运动时，导体中会产生感应电动势。
感应电动势的大小与导体回路在磁场中的有效长度、切割速度、磁感应强度等因素有关。
通过测量导体回路中的感应电动势，可以推算出磁场强度的大小和方向。
三、实验步骤1.准备实验器材：磁棒、测量线圈、电流表、电压表、电阻箱、直流电源、导线等。
2.搭建实验装置：将测量线圈放置在磁棒上，确保线圈与磁棒平行且不相对移动。
将电流表和电压表连接到测量线圈的两端，并将电阻箱连接到电流表上以调节电流。
3.启动实验：逐渐增大直流电源的输出电流，观察并记录测量线圈中的感应电动势随电流的变化情况。
4.改变磁场方向：将磁棒翻转180度，再次逐渐增大直流电源的输出电流，观察并记录测量线圈中的感应电动势随电流的变化情况。
5.数据记录：将实验过程中测得的感应电动势、电流和电阻箱的电阻值记录在数据表中。
6.数据处理与分析：根据测得的数据，分析感应电动势与电流、磁场强度之间的关系，以及磁场方向对感应电动势的影响。
四、实验结果与数据分析以下是实验测得的部分数据：序号电流(A) 电阻(Ω) 电压(mV) 感应电动势(mV)1 0.10 100 10.0 50.02 0.20 100 20.0 120.03 0.30 100 30.0 220.04 0.40 100 40.0 340.05 0.50 100 50.0 480.06 0.50 200 50.0 240.07 0.50 300 50.0 167.0根据法拉第电磁感应定律，感应电动势 E 与磁场强度 B、导体回路在磁场中的有效长度 L 和切割速度 v 的关系可以表示为：E = B L v。
《利用电磁感应法测交变磁场》参考实验报告.
《利用电磁感应法测交变磁场》参考实验报告实验目的1．了解用电磁感应法测交变磁场的原理和一般方法。
2．测量载流圆形线圈和亥姆霍兹线圈的轴向上的磁场分布。
3．研究双线圈逆接时，磁场轴向分布情况。
实验仪器FB201-Ⅰ型交变磁场实验仪，FB201-Ⅱ型交变磁场测试仪。
实验步骤1．测量圆电流线圈轴线上磁场的分布。
接好电路，调节交变磁场实验仪的输出功率，使励磁电流有效值为Ｉ＝0.400Ａ，以圆电流线圈中心为坐标原点，每隔10.0 mm 测一 个Ｕ值，测量过程中保持励磁电流值不变，并保证探测线圈法线方向与圆电流线圈轴线D 的夹角为00。
2．测量亥姆霍兹线圈轴线上磁场的分布。
把交变磁场实验仪的两组线圈串联，接到交变磁场测试仪的输出端钮。
调节交变磁场测试仪的输出功率，使励磁电流有效值为Ｉ＝0.400Ａ。
以两个圆线圈轴线上的中心点为坐标原点，每隔10.0mm 测一个Ｕ值。
3．双线圈逆接，测量磁场轴向分布情况。
把交变磁场实验仪的两组线圈同名端串联起来，另一对同名端接到交变磁场测试仪的输出端钮。
调节交变磁场测试仪的输出功率，使励磁电流有效值为Ｉ＝0.400Ａ。
以两个圆线圈轴线上的中心点为坐标原点，每隔10.0mm 测一个Ｕ值。
实验数据记录及处理磁感应强度的最大值max max B NS NS εωω== 其中U 为测量的电压有效值，Ｎ为探测线圈的匝数，Ｓ为该线圈的截面积，ω为励磁电流的圆频率。
本实验中N = 800匝的线圈，ω和励磁电流的频率f 的关系为2 f ωπ=，实验中f 为50赫兹。
将数据代入可得30.103(10)m B U T -=U 的单位为mV 。
1．圆电流线圈轴线上磁场分布的测量数据记录与处理。
实验参数：励磁电流有效值I =400mA ，频率f =50Hz2．亥姆霍兹线圈轴线上的磁场分布的测量数据记录与处理。
实验参数：励磁电流有效值I =400mA ，频率f =50Hz3．双线圈逆接，测量磁场轴向分布的测量数据记录与处理。
电磁感应实验
电磁感应实验电磁感应是指通过电磁场的变化引发电流产生的现象。
在科学研究和实际应用中，电磁感应实验被广泛应用于电力工程、电子技术、通信等领域。
本文将介绍电磁感应实验的原理、步骤和实验结果。
一、实验原理电磁感应实验基于法拉第电磁感应定律，即磁场的变化会诱发电场，进而引发电流。
根据这个原理，我们可以通过改变磁场的强度或方向来观察电流的产生。
二、实验材料和设备1. 电源：提供电流源，稳定电流的输出。
2. 导线：用于连接电源、电磁铁以及其他电路元件。
3. 电流表：用于测量电流的大小。
4. 电阻器：用于调节电流的大小。
5. 磁体：可以是电磁铁或永磁体，用于产生磁场。
三、实验步骤1. 将电磁铁连接到电源，并调节电流的大小。
2. 将导线连接到电磁铁的两端。
3. 在导线的两端插入电流表，测量电流的大小。
4. 改变电磁铁的电流，观察电流表的变化。
5. 在导线中插入电阻器，调节电流的大小。
6. 改变磁体的位置或者方向，观察电流表的变化。
7. 记录实验结果，并进行分析和总结。
四、实验结果通过电磁感应实验，我们可以得到以下几个结果：1. 当电磁铁通电时，导线中会产生电流。
当改变电磁铁的电流时，导线中的电流也会发生变化。
2. 当改变导线中电流的大小时，可以观察到电磁铁的磁场发生变化。
3. 改变磁体的位置或方向时，导线中的电流也会发生变化。
根据实验结果，我们可以得出结论：改变电磁场的强度或方向会引发电流的变化，这正是电磁感应现象的基本原理。
五、实验应用电磁感应实验在现实生活中有着广泛的应用。
以下是几个常见的示例：1. 发电机：通过旋转磁体在线圈附近产生变化的磁场，实现机械能转化为电能。
2. 变压器：利用电磁感应原理将电压从一个线圈转移到另一个线圈，实现电能的传输和变换。
3. 感应炉：通过交变磁场感应在金属导体中产生涡流，实现加热金属的目的。
六、实验注意事项1. 在实验过程中，应注意电流的大小，避免超过电路元件的承受范围。
2. 实验过程中要注意安全，防止电路短路、触电等意外情况的发生。
电磁感应法测交变磁场 课本
对全部高中资料试卷电气设备，在安装过程中以及安装结束后进行高中资料试卷调整试验；通电检查所有设备高中资料电试力卷保相护互装作置用调与试相技互术关，通系电1，力过根保管据护线0生高不产中仅工资22艺料22高试可中卷以资配解料置决试技吊卷术顶要是层求指配，机置对组不电在规气进范设行高备继中进电资行保料空护试载高卷与中问带资题负料22荷试，下卷而高总且中体可资配保料置障试时23卷，23调需各控要类试在管验最路；大习对限题设度到备内位进来。行确在调保管整机路使组敷其高设在中过正资程常料1工试中况卷，下安要与全加过，强度并看2工且55作尽22下可2都能护1可地关以缩于正小管常故路工障高作高中；中资对资料于料试继试卷电卷连保破接护坏管进范口行围处整，理核或高对者中定对资值某料，些试审异卷核常弯与高扁校中度对资固图料定纸试盒，卷位编工置写况.复进保杂行护设自层备动防与处腐装理跨置，接高尤地中其线资要弯料避曲试免半卷错径调误标试高方中等案资，，料要编5试求写、卷技重电保术要气护交设设装底备备4置。高调、动管中试电作线资高气，敷料中课并3设试资件且、技卷料中拒管术试试调绝路中验卷试动敷包方技作设含案术，技线以来术槽及避、系免管统不架启必等动要多方高项案中方；资式对料，整试为套卷解启突决动然高过停中程机语中。文高因电中此气资，课料电件试力中卷高管电中壁气资薄设料、备试接进卷口行保不调护严试装等工置问作调题并试，且技合进术理行，利过要用关求管运电线行力敷高保设中护技资装术料置。试做线卷到缆技准敷术确设指灵原导活则。。：对对在于于分调差线试动盒过保处程护，中装当高置不中高同资中电料资压试料回卷试路技卷交术调叉问试时题技，，术应作是采为指用调发金试电属人机隔员一板，变进需压行要器隔在组开事在处前发理掌生；握内同图部一纸故线资障槽料时内、，设需强备要电制进回造行路厂外须家部同出电时具源切高高断中中习资资题料料电试试源卷卷，试切线验除缆报从敷告而设与采完相用毕关高，技中要术资进资料行料试检，卷查并主和且要检了保测解护处现装理场置。设。备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况，然后根据规范与规程规定，制定设备调试高中资料试卷方案。
电磁感应法测交变磁场
用霍尔法测直流圆线圈与亥姆霍兹线圈磁场(FB511型霍尔法亥姆霍兹线圈磁场实验仪)在工业、国防、科研中都需要对磁场进行测量，测量磁场的方法有不少，如冲击电流计法、霍尔效应法、核磁共振法、天平法、电磁感应法等等，本实验介绍霍尔效应法测磁场的方法，它具有测量原理简单，测量方法简便及测试灵敏度较高等优点。
【实验目的】1．了解用霍尔效应法测量磁场的原理，掌握511FB 型霍尔法亥姆霍兹线圈磁场实验仪的使用方法。
2．了解载流圆线圈的径向磁场分布情况。
3．测量载流圆线圈和亥姆霍兹线圈的轴线上的磁场分布。
4．两平行线圈的间距改变为R 2d 2/R d ==和时,测定其轴线上的磁场分布。
【实验原理】1．载流圆线圈与亥姆霍兹线圈的磁场 （1）载流圆线圈磁场一半径为R ，通以直流电流I 的圆线圈，其轴线上离圆线圈中心距离为X 米处的磁感应强度的表达式为:2/322200)X R (2R I N B +∙∙∙∙μ= （1）式中0N 为圆线圈的匝数，X 为轴上某一点到圆心O '的距离，,m /H 10470-⨯π=μ 磁场的分布图如图1所示，是一条单峰的关于Y 轴对称的曲线。
本实验取,m 100.0R ,A 400.0I ,400N 0===匝在圆心0X O ='处，可算得磁感应强度为 ： T 100053.1B 3-⨯= （2）亥姆霍兹线圈两个完全相同的圆线圈彼此平行且共轴，通以同方向电流I ，线圈间距等于线圈半径R 时，从磁感应强度分布曲线可以看出，（理论计算也可以证明）：两线圈合磁场在中心轴线上（两线圈圆心连线）附近较大范围内是均匀的，这样的一对线圈称为亥姆霍兹线圈，如图2所示。
从分布曲线可以看出，在两线圈中心连线一段，出现一个平台，这说明该处是匀强磁场，这种匀强磁场在科学实验中应用十分广泛。
比如，大家熟悉的显像管中的行偏转线圈和场偏转线圈就是根据实际情况经过适当变形的亥姆霍兹线圈。
2．利用霍尔效应测磁场的原理霍尔元件的作用如 图3所示.若电流I 流过厚度为d 的矩形半导体薄片，且磁场B 垂直作用于该半导体 , 由于洛伦兹力作用电流方向会发生改变，这一现象称为霍尔效应，在薄片两个横向面a 、b 之间产生的电势差称为霍尔电势。
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B=0.9484×10-3T ，
Bm=1.341×10-3T
O
X
（2）亥姆霍兹线圈
两个相同圆线圈彼此平 行且共轴，理论计算证明：线 圈间距等于线圈半径R时，两 线圈合磁场在两线圈圆心连线 上较大范围内是均匀的，这对 线圈称为亥姆兹线圈。
B
R
R
B
O
X
[感应法测磁场的原理]
设被测的均匀交变磁场（分别由圆电流和亥姆霍兹线圈产生）
[实验原理]
载流圆形线圈与亥姆霍兹线圈的磁场 （1） 载流圆形线圈
半径为R，通以电流I的圆形线圈轴线上任一点P 的磁感应强度B， 其方向沿线圈轴线方向，而大小为
式中：N为圆线圈的匝数，x为轴线上P点到圆心O的距离.
磁场分布示意图
B
取 N = 400匝
I=0.400A
R=0.106m
磁感应强度为
3. 测量亥姆霍兹线圈沿径向的磁场分布。
按实验内容2的要求，固定探测线
圈法线方向与圆电流轴线Ｄ的夹角为00， 转动探测线圈径向移动手轮，每移动 10.0mm测量一个数据，按正、负方向测 到边缘为止，记录数据并作出磁场分布曲 线图。
4. 验证公式 max NBmS 。
按实验内容2要求，把探测线圈沿 轴线固定在x=0点，让探测线圈法
实验14
用电磁感应法测交变磁场
制作:李长真
[目的与要求]
1. 掌握电磁感应法测交变磁场的原理和方法。
2. 测量载流线圈和亥姆霍兹线圈轴向的磁场分布。
3. 了解载流线圈的径向磁场分布情况。
4. 研究探测线圈平面的法线与载流圆形线圈（或亥姆霍 兹线圈）的轴线成不同夹角时所产生的感受应电动势 的值的变化规律。
使励磁电流有效值为Ｉ
＝0.300A，以圆电流线 圈中心为坐标原点，每 隔10.0mm测一个Umax 值，测量过程中注意保 持励磁电流值不变.
2. 测量亥姆霍兹线 圈沿径向的磁场分布。 把交变磁场实验仪的 两组线圈串联起来 （右图）。将频率调 至5形 线圈轴线上的中心点 为坐标原点，每隔每 隔10.0mm测一个 Umax值。
线方向与圆电流轴线Ｄ的夹角从00
开始，逐步旋转到正、负900，每改 变100测一组数据。
5. 研究励磁电流频率的改变对探测线 圈感应电动势的影响。
按实验内容2的要求，把探测线圈 固定在亥姆霍兹线圈中心点，其法线方 向与圆电流轴线Ｄ的夹角为00（注：亦可
选取其他位置或其它方向），并保持不变。 调节磁场测试仪输出电流频率，在30～ 150Hz范围内，每次频率改变10Hz，逐次 测量感应电动势的数值并记录。
Bm
max NS
由上式即可算出
Bm
2U max
NS
本试验探测线圈，选择频率f=50Hz，
( 参数为: N=800 , ω=100π1/s , D=0.012m) 则 Bm 0.103Umax 103 (T )
[实验仪器]
FB201 – I型交变磁场实验仪。它由圆电 流线圈、感应线圈等组成。探测线圈三维可调， 它用机械连杆器连接，可作横向、径向连续调 节，还可作3600旋转。
FB201 – II型交变磁场测试仪由信号产生、 信号放大、电源、信号频率、电流显示电路等 组成。激励信号的频率、输出强度连续可调， 可以研究不同激励频率、不同强度下，感应线 圈上产生不同感应电动势的情况。
［实验内容］
1. 测量圆电流线圈 轴线上磁场的分布。
按右图接好电路。 将频率调至50Hz，然后
B=Bmsinωt 通过磁场中一探测线圈的磁通量为
m NBm sint S cos
其感应电动势为
dm dt
NBmS cos
cost
m
cost
当θ=0时，εm 最大，即 max NBmS
数字式毫伏表测量的示值（有效值）
U max
max
2
即：max NBmS