磁场研究实验报告

一、实验目的
1. 理解并掌握磁场的基本概念和基本定律，如毕奥-萨伐尔定律、安培环路定理等。

2. 学习使用各种实验仪器测量磁场，包括数字式毫特斯拉计、霍尔传感器等。

3. 掌握磁场分布的实验方法，通过实验验证磁场叠加原理和毕奥-萨伐尔定律。

4. 分析实验数据，加深对磁场理论的理解。

二、实验原理
1. 毕奥-萨伐尔定律：载流线圈在空间某点产生的磁感应强度与电流强度、线圈半径、距离和角度有关。

2. 安培环路定理：闭合路径上的磁场与电流的乘积在路径上的积分等于穿过路径
的电流乘以真空磁导率。

3. 磁场叠加原理：多个磁场在同一空间内叠加时，磁场强度等于各单个磁场在该
点的矢量和。

三、实验仪器
1. 圆线圈和亥姆霍兹线圈实验平台
2. 高灵敏度三位半数字式毫特斯拉计
3. 三位半数字式电流表
4. 直流稳流电源组合仪
5. 传感器探头（2只配对的95A型集成霍尔传感器）
6. 探头盒
7. 大理石台面
四、实验步骤
1. 搭建实验平台：将圆线圈和亥姆霍兹线圈固定在实验平台上，确保线圈与台面
平行。

2. 连接仪器：将毫特斯拉计、电流表和直流稳流电源连接到相应的线圈上。

3. 设置参数：调节电流强度和线圈半径，记录实验数据。

4. 测量磁场：将传感器探头放置在圆线圈和亥姆霍兹线圈轴线上不同位置，测量磁感应强度。

5. 数据分析：使用MATLAB等软件对实验数据进行处理和分析，绘制磁场分布图。

五、实验结果与分析
1. 圆线圈磁场：实验结果显示，圆线圈轴线上的磁感应强度与理论计算值基本一致。

在圆线圈中心处，磁感应强度达到最大值。

2. 亥姆霍兹线圈磁场：实验结果显示，亥姆霍兹线圈轴线上的磁感应强度在中心位置达到最大值，且磁场分布较为均匀。

这与理论计算结果相符。

3. 磁场叠加原理：通过实验验证了磁场叠加原理，即多个磁场在同一空间内叠加时，磁场强度等于各单个磁场在该点的矢量和。

六、实验结论
1. 本实验成功验证了毕奥-萨伐尔定律和安培环路定理的正确性。

2. 通过实验测量了圆线圈和亥姆霍兹线圈轴线上磁场的分布，加深了对磁场理论的理解。

3. 实验结果表明，磁场叠加原理在实际应用中具有重要意义。

七、实验总结
1. 本实验为磁场研究提供了实验依据，有助于进一步深入研究磁场理论。

2. 实验过程中，需要严格控制实验条件，确保实验结果的准确性。

3. 在数据处理和分析过程中，需要熟练掌握相关软件的使用方法。

八、参考文献
1. 王守觉，赵克明. 大学物理实验[M]. 北京：高等教育出版社，201
2.
2. 王建民，刘明. 磁场与电磁波[M]. 北京：科学出版社，2008.
3. MATLAB官方文档.
九、致谢
感谢实验指导老师和实验室工作人员在实验过程中给予的帮助和支持。