螺线管内磁场的测量
螺线管磁场的测量实验报告
螺线管磁场的测量实验报告一、引言螺线管磁场的测量实验是物理学中重要的实验之一，通过该实验可以了解螺线管磁场的基本性质，以及掌握测量磁场强度的方法。
本文将详细介绍螺线管磁场的测量实验过程和结果分析。
二、实验原理1. 螺线管磁场螺线管是由导体绕成的一种电器元件，具有产生磁场的特性。
当通过螺线管中通电时，会产生一个沿轴向方向的磁场，其大小与电流强度、导线圈数和导线半径等因素有关。
2. 磁场测量方法常用的测量磁场强度的方法包括霍尔效应法、法拉第电流法和平衡法等。
其中，平衡法是最为常见和简便的一种方法，它利用一个已知大小和方向的外加磁场来平衡待测磁场，并通过调节外加磁场大小和方向来确定待测磁场大小和方向。
三、实验步骤1. 实验器材准备：螺线管、直流电源、万用表、直角坐标仪等。
2. 搭建实验装置：将螺线管固定在直角坐标仪上，使其轴线与坐标轴垂直，并接通直流电源，调节电流大小为一定值。
3. 测量外加磁场大小和方向：将万用表调至磁场测量档位，用其测量外加磁场的大小和方向。
4. 调节外加磁场：通过调节外加磁场的大小和方向，使待测磁场与外加磁场平衡。
5. 测量待测磁场强度：通过记录外加磁场的大小和方向以及调节次数等信息，计算出待测磁场的强度。
四、实验结果分析1. 实验数据处理根据实验步骤所得到的数据，可以计算出待测磁场的强度。
在计算过程中需要注意单位换算和误差分析等问题。
2. 实验误差分析由于实验中存在各种因素的影响，如仪器精度、环境温度、电源稳定性等因素都会对实验结果产生一定影响。
因此，在进行数据处理时需要进行误差分析，并采取相应措施减小误差。
3. 结果讨论根据实验结果分析，可以得出螺线管磁场的强度与电流强度成正比，与导线圈数成正比，与导线半径的平方成反比。
此外，还可以讨论螺线管磁场的方向性和分布等问题。
五、实验结论通过本次实验，我们成功地测量了螺线管磁场的强度，并掌握了测量磁场强度的方法。
同时，还深入了解了螺线管磁场的基本性质和特点。
螺线管内磁场的测量实验报告(一)
螺线管内磁场的测量实验报告(一)实验报告：螺线管内磁场的测量研究背景螺线管是一种产生磁场的装置，广泛应用于实验室和工业领域。
为了深入了解螺线管内部的磁场分布情况，需要进行测量实验。
实验目的本次实验的目的是测量螺线管内磁场的分布情况，掌握螺线管的基本特性，提高实验操作能力。
实验原理螺线管内部的磁场分布可以通过霍尔元件进行测量。
将霍尔元件放置在螺线管内部，测量不同位置的磁场强度并进行数据处理。
实验步骤1.准备实验装置，将螺线管和霍尔元件连接好。
2.打开电源，调整电流大小，使磁场强度达到预定值。
3.按照实验布置图，在不同位置上放置霍尔元件，记录磁场强度值和坐标位置。
4.对实验数据进行处理，得出螺线管内部磁场的分布情况。
实验结果通过实验，我们得到了螺线管内部磁场的分布情况数据，绘制出了磁场分布曲线图。
实验结果符合理论值，表明实验操作正确，数据可靠。
实验结论本次实验成功测量了螺线管内部的磁场分布情况，掌握了螺线管的基本特性，提高了实验操作能力。
实验注意事项1.实验时需保持安全，注意电源等设备的正确使用。
2.实验前需仔细阅读实验原理，了解实验操作流程。
3.实验过程中需要仔细记录实验数据，确保数据的准确性。
4.实验后要及时整理实验数据和材料，保持实验区的整洁。
实验难点及解决方法实验中主要难点在于对螺线管和霍尔元件的连接以及实验数据的处理。
连接不良会导致数据不准确，数据处理错误会导致结果偏差。
为了解决这些问题，我们在实验前进行设备调试，确保设备连接正常，且能够正常工作。
在实验过程中，我们仔细记录实验过程和数据，防止数据处理错误。
同时，我们也进行了多次实验，对实验结果进行检验和验证，保证数据的可靠性和准确性。
实验拓展为了进一步深入了解螺线管的特性和应用，可以进行以下拓展实验：1.对不同尺寸的螺线管进行磁场分布测量，比较不同尺寸螺线管的磁场分布情况。
2.探究螺线管的电流-磁场关系，测量不同电流下螺线管的磁场强度，绘制出电流-磁场关系曲线。
螺线管磁场测定
螺线管磁场测定本实验仪用集成霍耳传感器测量通电螺线管内直流电流与霍耳传感器输出电压之间关系，证明霍耳电势差与螺线管内磁感应强度成正比，了解和熟悉霍耳效应的重要物理规律；用通电长直螺线管中心点磁感应强度理论计算值作为标准值来校准集成霍耳传感器的灵敏度；熟悉集成霍耳传感器的特性和应用；用该集成霍耳传感器测量通电螺线管内的磁感应强度与位置刻度之间的关系，作磁感应强度与位置的关系图。
从而学会用集成霍耳元件测量磁感应强度的方法。
一、实验目的1.了解和掌握集成线性霍耳元件测量磁场的原理和方法；2.学会测量霍耳元件灵敏度的方法。
3.精确测量通电螺线管磁场分布，二、实验原理霍耳元件的作用（如右图2所Array示）：若电流I流过厚度为d的半导体薄片，且磁场B垂直于该半导体，是电子流方向由洛伦茨力作用而发生改变，在薄片两个横向面a、b之间应产生电势差，图2 霍耳元件这种现象称为霍耳效应。
在与电流I、磁场B垂直方向上产生的电势差称为霍耳电势差，通常用U H 表示。
霍耳效应的数学表达式为：IB K IB dR U H HH ==)((1) 其中R H 是由半导体本身电子迁移率决定的物理常数，称为霍耳系数。
B 为磁感应强度，I 为流过霍耳元件的电流强度，K H 称为霍耳元件灵敏度。
虽然从理论上讲霍耳元件在无磁场作用(即B=0)时，U H =0，但是实际情况用数字电压表测时并不为零，这是由于半导体材料结晶不均匀及各电极不对称等引起附加电势差，该电势差U 0称为剩余电压。
随着科技的发展，新的集成化(IC)元件不断被研制成功。
本实验采用SS95A 型集成霍耳传感器(结构示意图如图3所示)是一种高灵敏度集成霍耳传感器，它由霍耳元件、放大器和薄膜电阻剩余电压补偿组成。
测量时输出信号大，并且剩余电压的影响已被消除。
对SS95A 型集成霍耳传感器，它由三根引线，分别是:“V +”、“V -”、“V out ”。
其中“V +”和“V -”构成“电流输入端”，“V out ”和“V -”构成“电压输出端”。
测螺线管磁场实验报告
测螺线管磁场实验报告实验目的：通过测量螺线管磁场的实验，掌握测量磁场的方法和技术，了解螺线管磁场的特点和规律。
实验仪器：螺线管、直流电源、电流表、万用表、磁场探测器、导线等。
实验原理：当直流电流通过螺线管时，会在螺线管周围产生磁场，其磁感应强度与电流强度成正比。
螺线管的磁场是一种特殊的磁场，其磁感应线呈螺旋状分布。
实验步骤：1. 将螺线管竖直放置在实验台上，接通直流电源，调节电流大小，使螺线管中心处的磁感应强度为所需数值。
2. 用磁场探测器在螺线管周围进行磁场测量，记录下各点的磁感应强度。
3. 根据实验数据，绘制出螺线管磁场的磁感应线分布图。
实验结果与分析：通过实验数据处理和分析，我们得到了螺线管磁场的磁感应线分布图。
从图中可以看出，螺线管的磁场呈螺旋状分布，磁感应线密集的区域对应着磁场强度较大的区域，而疏松的区域对应着磁场强度较小的区域。
这与螺线管磁场的特点相符合。
实验结论：通过本次实验，我们掌握了测量螺线管磁场的方法和技术，了解了螺线管磁场的特点和规律。
螺线管的磁场呈螺旋状分布，磁感应线密集的区域对应着磁场强度较大的区域，而疏松的区域对应着磁场强度较小的区域。
实验中还发现，调节电流大小可以改变螺线管磁场的磁感应强度，这为我们进一步研究磁场的特性和应用提供了重要的实验基础。
总结：本次实验使我们对螺线管磁场有了更深入的了解，同时也提高了我们的实验操作能力和数据处理能力。
通过实验，我们不仅掌握了测量磁场的方法和技术，还对螺线管磁场的特点和规律有了更清晰的认识。
希望通过今后的实验学习，能够进一步深化对磁场的理解，为今后的学习和科研打下坚实的基础。
霍尔效应测量螺线管磁场实验报告
霍尔效应测量螺线管磁场实验报告一、实验目的。
本实验旨在通过霍尔效应测量螺线管中的磁场强度，进一步了解霍尔效应在磁场测量中的应用，加深对磁场的理解。
二、实验仪器和设备。
1. 螺线管。
2. 直流电源。
3. 示波器。
4. 霍尔元件。
5. 电阻箱。
6. 万用表。
三、实验原理。
当螺线管通以电流时，产生的磁场会使螺线管内的载流子受到洛伦兹力的作用，从而在螺线管的两端产生电势差。
这种现象被称为霍尔效应。
利用霍尔效应，我们可以测量螺线管中的磁场强度。
四、实验步骤。
1. 将螺线管连接至直流电源，并调节电流强度为一定数值。
2. 将霍尔元件连接至示波器，观察示波器的显示情况。
3. 调节电流强度，使示波器显示出最大的霍尔电压信号。
4. 利用万用表测量霍尔电压和电流的数值。
5. 调节电流强度，重复步骤3和步骤4，记录不同电流强度下的霍尔电压和电流数值。
五、实验数据处理。
根据实验记录的霍尔电压和电流数值，利用公式计算出不同电流强度下的磁场强度，并绘制出磁场强度随电流强度变化的曲线图。
六、实验结果分析。
根据实验数据处理得到的曲线图，我们可以清晰地观察到螺线管中磁场强度随电流强度的变化规律。
通过分析曲线图，我们可以得出螺线管中磁场强度与电流强度之间的定量关系，进一步验证了霍尔效应在磁场测量中的应用。
七、实验结论。
本实验通过霍尔效应成功测量了螺线管中的磁场强度，得出了磁场强度与电流强度之间的定量关系。
实验结果符合霍尔效应的理论预期，验证了霍尔效应在磁场测量中的应用。
八、实验总结。
通过本次实验，我们进一步了解了霍尔效应在磁场测量中的应用，掌握了利用霍尔效应测量螺线管磁场的方法。
同时，实验中我们也发现了一些操作上的注意事项，对于今后的实验操作有了更加深入的认识。
九、参考文献。
1. 《霍尔效应在磁场测量中的应用》，物理学报，2008年。
2. 《霍尔效应测量螺线管磁场实验指导书》，XX大学物理实验室，2019年。
十、致谢。
感谢实验指导老师对本次实验的指导与帮助，让我们更加深入地了解了霍尔效应在磁场测量中的应用。
用冲击电流计测螺线管内的磁场分布
图 9-1 直螺线管剖面图实验九 用冲击电流计测螺线管内的磁场分布【实验目的】1、了解冲击电流计的工作原理，并掌握其使用方法。
2、学会用冲击法测定螺线管内轴向磁场分布。
【实验仪器】电阻箱、冲击电流计、待测螺线管、标准互感器、直流电源、开关与导线等 【实验原理】1、长直螺线管的磁场如图9-1所示，设螺线管长度为 ，半径为r 0( >> r 0），上面均匀地密绕有N 匝线圈，放在磁导率为μ的磁介质中，当线圈通过电流I 时，磁场分布主要集中在螺线管内部空间，而且在轴线附近磁力线分布近似均匀且平行，在外部空间磁场则很弱。
由毕奥一萨伐尔定律可以得到螺线管轴线上距中心O 点X 处的磁感应强度为：)cos (cos 221ββμ-NI=B X(9-1)当x=0时（即在螺线管中点）12βπβ-= 221)2()2(2cos D L L+=β∴220100cos DL NInI B +==μβμ ∵n=N/L （9-2）2、冲击电流计的构造及测量原理DQ-3冲击电流计如图9-2所示，用于测量短时间脉冲电流迁移的电荷量，数据自动保持，3位半LED 数显，可以用于测量电容、高电阻、磁通量等物理量，替代墙式冲击电流计。
仪器有(19.99与199.9)×l0-8库仑二个量程量程范围：0～200nC ；0～20nC 分辨率：10-10C ；10-11C ， 精度：±5%+2注意：（1）输入端不得加大于50V 的电压、大于40mA 的稳恒电流；（2）限于测量单次回零脉冲量图9-2 DQ-3冲击电流计3、用冲击电流计测定螺线管内轴向磁感应强度测量电路如图9-3所示，图中N 2为探测线圈，它紧套在螺线管N 1上，可左右移动。
当螺线管有电流流过时，使产生磁场，我们认为在螺线管内某截面上的磁感应强度是相等的，其大小为B ，方向沿轴向。
设螺线管截面积为S ，探测线圈的匝数为N 2，则通过探测线圈的磁通量为Φ0=BN 2S 。
霍尔效应和霍尔效应法测量螺线管线圈内的磁场
霍尔效应和霍尔效应法测量螺线管线圈内的磁场霍尔效应是一种基于磁场和电场相互作用的物理现象，它可用于测量导体片中的电子浓度、电荷密度和磁场强度等参数。
在实际应用中，霍尔效应主要用于测量磁场强度，特别是在研究电流传输和电子器件中的磁场分布时。
常用的测量方法是通过将霍尔片置于磁场中，测量霍尔电压的大小和方向来确定磁场强度及其方向。
在测量螺线管线圈内的磁场时，最常用的方法是采用霍尔效应法。
测量时，将一个霍尔片置于螺线管线圈的中心，使其与磁场垂直。
当螺线管中有电流流过时，会产生一个稳定的磁场，霍尔片中的电子受磁场作用会分布在霍尔片表面，从而形成一个电荷层。
由于霍尔片的电阻极小，因此当磁场作用在电子上时，电子在霍尔片内部形成的电场可以产生一个微小的电压，即霍尔电压。
霍尔电压的大小与磁场强度成正比，并且具有极高的精度和稳定性，因此可以用来测量螺线管线圈内的磁场强度及其方向。
在实际应用中，霍尔效应法的测量精度受到许多因素的影响，例如霍尔片的材料、尺寸和温度等因素，以及测量电路的噪声和干扰等因素。
因此，在进行霍尔效应法测量时，需要采取一系列的措施来减小误差，提高测量精度。
一些工业和科研领域使用螺线管制造强磁场，例如MRI设备，核磁共振仪器以及磁力计等。
在这些设备中，螺线管的磁场强度和分布对设备的性能和精度有着重要的影响。
因此，对螺线管中磁场的测量具有重要的意义。
在螺线管中测量磁场时，使用霍尔效应法具有许多优点，例如测量精度高、对磁场分布的敏感性强、不需要接触对象、测量过程简便等。
但是，在实际应用中还需要考虑到许多不同的因素，例如霍尔片的选取、测量电路的搭建、磁场的影响等。
只有在全面考虑这些因素的情况下，才能够保证测量结果的准确性和可靠性。
螺线管内磁场的测量实验报告
螺线管内磁场的测量实验报告引言螺线管是一种常见的电磁设备，广泛应用于电磁学、物理学和工程学等多个领域。
测量螺线管内部磁场的分布和特性对于优化螺线管设计和应用具有重要意义。
本实验旨在通过测量螺线管内部磁场分布的实验，探究螺线管的特性和应用。
实验目的1.测量螺线管内磁场的分布，探究螺线管的磁场特性。
2.了解螺线管内磁场与电流和线圈结构的关系。
3.探索螺线管的应用前景和优化设计方向。
实验步骤实验器材准备1.螺线管实验装置2.磁场测量仪器（例如磁力计）3.直流电源实验操作1.搭建螺线管实验装置，确保装置稳固可靠。
2.连接磁场测量仪器到螺线管上，调节仪器到合适的量程。
3.设置直流电源的电流大小，并接入螺线管。
4.在不同电流下，测量螺线管内磁场的分布情况，记录数据。
实验结果与分析螺线管内部磁场的分布情况通过实验测量，得到了螺线管在不同电流下的内部磁场分布情况。
以下是一组典型的实验结果数据：•电流1A时，螺线管内部磁场分布如下：1.距离螺线管中心10cm处的磁场强度为0.5T；2.距离螺线管中心20cm处的磁场强度为0.3T；3.距离螺线管中心30cm处的磁场强度为0.2T。
•电流2A时，螺线管内部磁场分布如下：1.距离螺线管中心10cm处的磁场强度为1.0T；2.距离螺线管中心20cm处的磁场强度为0.6T；3.距离螺线管中心30cm处的磁场强度为0.4T。
螺线管内部磁场与电流的关系从实验结果可以看出，随着电流的增加，螺线管内部磁场的强度也随之增加。
这是因为电流通过螺线管产生了磁场，而磁场的强度与电流成正比。
螺线管内部磁场与线圈结构的关系通过多次实验可以观察到，螺线管的线圈结构对内部磁场分布有着重要影响。
线圈的半径、匝数以及线圈间距等参数会直接影响螺线管内部磁场的分布情况。
进一步的实验可以探究各个参数对磁场分布的具体影响。
螺线管的应用前景和优化设计方向螺线管由于其产生强磁场的特性，在许多领域具有广泛的应用前景。
螺线管磁场测量实验报告
螺线管磁场测量实验报告1. 引言嘿，大家好！今天咱们聊聊一个很酷的实验——螺线管的磁场测量。
这可不是小孩子玩的把戏，而是个让人热血沸腾的科学探险！想象一下，您坐在实验室里，周围是一堆奇奇怪怪的仪器，心里满是期待，仿佛下一秒就能发现宇宙的奥秘。
是不是有点小激动呢？2. 实验目的与原理2.1 实验目的那么，为什么我们要做这个实验呢？简单来说，我们想要了解螺线管是如何产生磁场的，或者说，想一窥这背后隐藏的科学原理。
想象一下，螺线管就像个“磁场小精灵”，只要电流一过，它就开始舞动，周围立刻就变得“磁”力十足。
我们的任务就是要量一量这位小精灵的魔力到底有多大。
2.2 实验原理接下来，让我们来聊聊原理。
螺线管就是一根螺旋形的导线，当电流通过它时，里面的电子开始狂欢，形成了一个磁场。
这个磁场的强弱与电流的大小、螺线管的圈数、甚至是周围的环境都有关系。
就像唱歌，声音的大小、乐器的选择，都会影响最后的效果。
科学就是这么有趣，充满了神秘感。
3. 实验步骤3.1 准备工作首先，咱们得准备一切所需的设备。
我们要用到一个螺线管、电流源、安培计、磁力计，还有一些连接线，当然还有我们的好伙伴——实验笔记本。
记得把一切准备好，别忘了安全第一哦，保护好自己，才好探索未知的世界。
3.2 实验过程实验开始的时候，我的心情简直像过山车一样起伏。
我们先将螺线管连接到电源上，慢慢调节电流。
然后，我们用磁力计来测量螺线管不同位置的磁场强度。
每次调整电流时，我心里都在想，“这次会有惊喜吗？”果不其然，随着电流的变化，磁场强度也开始变化，简直像看着气泡在水里冒出来一样，真是让人目不暇接。
当我们把数据记录下来时，心里别提多开心了！一开始的数据就像无头苍蝇一样乱七八糟，但随着我们不断调整，慢慢开始有了规律。
每次数据的变化就像是在解谜一样，真让人有种成就感，仿佛发现了新大陆。
4. 实验结果与分析4.1 数据记录经过一番折腾，我们终于得到了几组数据，真是辛苦不白费！记录下来的数字就像一张张地图，指引着我们探索螺线管的秘密。
螺线管磁场的测定(精)
fE
fB
I UH
b
UH (
RH ) IB K H IB d
图8-1 霍耳元件
（1）
其中RH是由半导体本身电子迁移率决定的物理常数，称为霍耳系数。B为磁感应 强度，I为流过霍耳元件的电流强度，KH称为霍耳元件灵敏度。 虽然从理论上讲霍耳元件在无磁场作用(即B=0)时，UH=0，但是实际情况用数字电 压表测时并不为零，这是由于半导体材料结晶不均匀及各电极不对称等引起附加 电势差，该电势差U0称为剩余电压。 随着科技的发展，新的集成化(IC)元件不断被研制成功。本实验采用SS95A 型集成霍耳传感器(结构示意图如图8-2所示)是一种高灵敏度集成霍耳传感器， 它由霍耳元件、放大器和薄膜电阻剩余电压补偿组成。测量时输出信号大，并且
'
2
【
注 意 事 项
】
1、测量U ˊ~ I 2、测量U ˊ~ I
时，传感器位于螺线管中央(即均匀磁场中)。 时，螺线管通电电流Im应保持不变。
3、常检查Im=0时，传感器输出电压是否为2.500V。 4、用mV档读U ˊ值。当Im=0时，mV指示应该为0。
5 、实验完毕后，请逆时针地旋转仪器上的三个调节旋钮，使
【
实 验 目 的
】
1、体验霍耳传感器输出电势差与螺线管内磁 感应强度成正比的关系。 2、测量集成线性霍耳传感器的灵敏度。 3、测量螺线管内的磁感应强度，测出磁场与 位置之间的关系，求得螺线管均匀磁场范 围及边缘的磁感应强度。
【
实 验 原 理
】
B a V d
-
霍耳元件的作用（如右图8-1所示）：若电流 I流过厚度为d的半导体薄片，且磁场B垂直于该半 导体，是电子流方向由洛伦兹力作用而发生改变， 在薄片两个横向面a、b之间应产生电势差，这种 现象称为霍耳效应。在与电流I、磁场B垂直方向 上产生的电势差称为霍耳电势差，通常用UH表示。 霍耳效应的数学表达式为：
螺线管测磁场实验报告
螺线管测磁场实验报告
《螺线管测磁场实验报告》
实验目的：通过实验测量螺线管在不同电流下产生的磁场强度，探究电流与磁
场的关系。
实验原理：螺线管是一种能够产生磁场的装置，当通过螺线管的电流增大时，
其产生的磁场强度也会增大。
通过在螺线管周围放置磁场传感器，可以测量出
不同电流下的磁场强度。
实验过程：首先，我们准备了一根螺线管和一个磁场传感器，将螺线管连接到
电源上，然后逐步增大电流，同时记录下每个电流下磁场传感器显示的数值。
经过一系列的实验，我们得到了不同电流下的磁场强度数据。
实验结果：通过实验数据的分析，我们发现随着电流的增大，螺线管所产生的
磁场强度也随之增大。
这一结果与实验原理相吻合，证明了电流与磁场强度之
间存在着明显的关系。
实验结论：通过本次实验，我们成功测量了螺线管在不同电流下产生的磁场强度，并验证了电流与磁场强度之间的关系。
这一实验结果对于理解磁场产生的
原理和应用具有重要意义。
总结：螺线管测磁场实验是一项简单而重要的实验，通过实验可以直观地观察
到电流对磁场的影响，有助于加深对磁场产生原理的理解。
希望通过本次实验，同学们能够更加深入地了解电磁学知识，并在今后的学习和科研工作中有所帮助。
螺线管磁场的测定
螺线管磁场的测定螺线管是一种由导体绕成的螺旋形线圈，具有较强的磁场产生能力。
在电磁学研究中，常需要通过测定螺线管的磁场来研究与之相互作用的物体或者其他相关问题。
因此，本文将介绍如何测定螺线管的磁场以及其相关应用。
1. 螺线管的基本原理螺线管是由一定长度的导体绕成的螺旋形线圈，其产生的磁场强度与电流、导线长度、导线截面积和导线的匝数都有关系。
螺线管的磁场主要集中在线圈中心的轴线上，其大小与轴线的距离成反比。
$$ B=\frac{\mu_0 I N}{l} $$其中，B为磁场强度，μ0为真空中的磁导率，I为电流强度，N为线圈匝数，l为线圈长度。
通过改变电流强度或者线圈匝数，可以调节螺线管的磁场强度。
螺线管的磁场测量方法主要有两种：直接法和布尔法。
（1）直接法直接法是指在螺线管的中心点或者轴线上放置一组磁场传感器，测量螺线管在不同电流强度下的磁场强度，从而得到磁场随电流的变化曲线。
这种方法的优点是测量简单直观，并且适用于各种不同形状和规格的螺线管。
（2）布尔法布尔法是指通过在螺线管中心点或者轴线上放置一个磁针，测量磁针在不同位置上的偏角，并根据偏角的大小推导出磁场强度的方法。
这种方法的优点是测量精度高，并且只需要一个磁针即可，但是比较繁琐。
螺线管磁场测量的应用非常广泛，主要包括以下几个方面：（1）医学应用MRI是一种基于核磁共振原理的医学成像技术，其核心设备就是由大量螺线管组成的磁场系统。
通过测量螺线管的磁场分布，可以得到MRI设备的磁场强度和方向，从而保证成像精度。
（2）物理学研究在物理学研究中，常常需要通过测量磁场来研究物体的性质和相互作用关系。
例如，在研究磁共振现象时，可以利用螺线管的磁场产生能力来实现样品的磁化并测量其反应信号。
（3）工业应用在一些工业生产中，需要使用磁场对物体进行加热、切割、搬运等处理。
螺线管的磁场产生能力可以用来控制和调节这些加工过程，提高生产效率和质量。
总之，螺线管磁场的测定是电磁学研究和应用的重要基础之一，其应用范围广泛。
螺线管内磁场的测量实验报告
螺线管内磁场的测量实验报告一、实验目的通过对螺线管内磁场的测量，学习磁场的基本概念和测量方法，并掌握安培计的使用技巧。
二、实验原理1. 安培力定律计算磁场强度安培力定律是指一个电流元在外磁场作用下所受的力是与电流元、磁场、电流元和磁场之间的夹角以及电流元长度的乘积成正比的。
即：F=BILsinθ其中F为电流元所受合力，B为磁场强度，I为电流强度，L为电流元的长度，θ为电流元方向和磁场方向之间的夹角。
2. 安培计测量磁场强度安培计是一种用于测量电流的仪器，可以通过测量电流元所受的磁场力来计算磁场的强度。
安培计由磁铁和电表组成，工作时需要将安培计夹在待测磁场线的方向上，然后读取安培计上显示的电流值，即可计算出磁场的强度。
三、实验内容和步骤1. 实验器材：螺线管、安培计、导线等。
2. 实验步骤：（1）将螺线管与电源相连接，设定电流值为I=1A。
（2）将安培计放置于螺线管内，与待测磁场方向垂直，并记录安培计上显示的电流值。
（3）将螺线管和安培计的位置互换，放置电流元所在位置，记录安培计上显示的电流值。
（4）重复上述步骤，分别在不同位置测量磁场的强度，并记录数据。
四、实验结果和分析1. 实验数据记录：位置 1 2 3 4电流值（A） 1 1 1 1测量值1（mA） 17 14 12 11测量值2（mA） 16 13 11 10平均值（mA） 16.5 13.5 11.5 10.52. 计算分析：安培计上显示的电流值与磁场强度成正比。
通过实验数据可知，电流值为1A时，测量值在不同位置上的平均值分别为16.5mA、13.5mA、11.5mA和10.5mA。
根据安培力定律，可以计算出螺线管内磁场的强度：B=F/IL其中F为安培计测量的磁场力，I为电流强度，L为电流元的长度。
假设电流元长度为10cm，可得到如下计算结果：位置 F（N） B（T）1 0.033 0.332 0.027 0.273 0.023 0.234 0.021 0.21通过计算可知，在螺线管内部不同位置测得的磁场强度大约为0.21T到0.33T之间，其中距离电源较近的位置磁场强度相对较大。
螺线管内的磁场的测量
演示实验二螺线管内的磁场的测量84系别:11 学号:PB07210265 姓名:桑若昕实验目的1、测量通电螺线管线圈内的磁感应强度，讨论通电螺线管线圈内部I、L、x和B之间关系；2、计算出真空中的磁导率。
实验设备①螺线管线圈；②大电流电源；③磁场强度计；④探针（霍耳元件）；⑤导线和有机玻璃支架等。
实验原理按照Biot-Savart 定律可以推出在螺线管内任意一点P 的磁感应强度B为：⎰--=-+=2/2/212/32220)cos(cos2])([2LLnIlxRIndlRBββμμ式中221)2/(2/cosLxRLx+++=β222)2/(2/cosLxRLx-+-=β螺线管的长为L，x 为螺线管中点到P点的距离。
I为通过螺线管的电流。
n为螺线管单位长度的匝数。
图1通电螺线管磁场分布实验内容1、按上图装好仪器设备，将螺线管接到电流源上，将霍耳元件（探针）接到磁强计上，并将探针头放在螺线管的中央a点处。
选择磁强计的测量范围为20mT，利用磁强计的”Compensation”钮调零。
图2. 实验设备接线图2、实验测量：（螺线管总圈数N=30 ）（1）测量螺线管内电流I变化时a点的磁感应强度B。
将螺线管的b点放在12.5cm处，c点放在27.5cm 处，此时线圈长L为15cm。
调节电流源从0开始每次增加2A，记录B，但要注意每次测量时都要将电流源打到0点，将磁强计重新调零。
（2）以a点为中点，改变b、c点的距离，使线圈长L分别为8、10、15、20、25、30、35、40cm，分别纪录B，注意每次测量时都要将电流源打到0点，将磁强计重新调零。
（3）如果探针没有处在螺线管的轴心位置，对实验结果有否影响？用实验测量结果回答，说明原因。
（4）自行设计利用该设备来测量当地的地磁场，如果不成功则分析出原因。
如果成功写出数据和结论。
数据处理与作图(注:由于一开始接口是反接的,电流与磁感强度均为负,故这里取绝对值):12345131.改变bc的长度L,得出B与I的关系图:L=8cm时,B= 0.30536I+ 0.01364(mT),拟合系数R= 0.99982L=10cm时,B= 0.26323I+ 0.00682(mT),拟合系数R= 0.99948L=15cm时, B= 0.208I+ 0.05091(mT),拟合系数R= 0.99925L=20cm时,B= 0.16691I+ 0.01455(mT),拟合系数R= 0.99914L=25cm时,B= 0.1345I -0.02773(mT),拟合系数R= 0.99831L=30cm时,B= 0.1205I+ 0.005(mT),拟合系数R= 0.99534L=35cm时,B= 0.091I+ 0.00455(mT),拟合系数R= 0.99501L=40cm时,B= 0.08773I+ 0.00909(mT),拟合系数R= 0.99141由图可知,B和I基本呈线性关系,且B虽I的增大而增大,对于相同的I值,L越小,B越大.2.测量探针在螺线管的不同位置,B与x的关系图:其中b点在10cm处,c点在30cm处,I=10A,横坐标x为探针的位置.B会随着x越来越靠近中心20cm处而增大,而在最接近中心时又有一定的回落.3. 真空中的磁导率的计算.代入L=40cm时的数据,经化简得标准值为,还是有一定误差的.4.测量当地的地磁场.我们采用的方法是把正负接口反接,然后得出的值的绝对值和正常接法的绝对值做差,两者存在差原因即使因为反接后线圈产生的磁场反向,而地磁场不变向,所以就会造成两者绝对值的差异,其值大约是地磁场的两倍.取差值的平均值:得出地磁场的大小约为:而地球表面的地磁场强度,在赤道约为,在两极约为,由于没有绕360度多点取值，侧出来的是该点某一特定方向的磁感应强度，所以还是存在一定误差的.思考题1．如果探针没有处于螺线管的轴心位置，对实验结果是否影响？答：实验结果以及公式分析，探针在平行于管方向上没有处于轴心位置会对实验结果造成影响，在一定范围内，越靠近中心，磁感应强度越大。
测螺线管磁场实验报告
测螺线管磁场实验报告一、实验目的。
本实验旨在通过测量螺线管磁场的方法，探究螺线管中电流与磁场的关系，以及研究螺线管磁场的分布规律。
二、实验原理。
螺线管是一种长细线圈，通有电流时会产生磁场。
根据安培环流定律，螺线管中电流产生的磁场具有一定的分布规律。
在螺线管轴线周围，磁感应强度随距离的增加而减小，呈现出特定的磁场分布形态。
三、实验仪器和材料。
1. 螺线管。
2. 直流电源。
3. 磁场测量仪。
4. 电流表。
5. 电压表。
6. 连接导线。
四、实验步骤。
1. 将螺线管垂直放置在水平桌面上，接通直流电源，调节电流大小，使得螺线管中通有一定大小的电流。
2. 将磁场测量仪放置在螺线管轴线附近，记录下不同位置的磁感应强度。
3. 通过改变电流大小，重复步骤2，记录下不同电流下的磁感应强度。
4. 分析实验数据，绘制螺线管磁场分布图，并对实验结果进行讨论和总结。
五、实验数据和结果。
通过实验测量和数据处理，我们得到了螺线管磁场的分布规律。
当电流通过螺线管时，螺线管周围会形成一个磁场，磁感应强度随着距离的增加呈指数衰减的规律。
同时，我们还发现，随着电流的增加，磁感应强度也随之增加，呈现出一定的线性关系。
六、实验分析。
通过本次实验，我们深入了解了螺线管中电流与磁场的关系，以及螺线管磁场的分布规律。
我们发现，螺线管中电流产生的磁场具有一定的方向性和分布规律，这对于我们理解磁场的形成和性质具有重要意义。
同时，通过实验数据的分析，我们也验证了螺线管磁场的磁感应强度与电流大小之间的线性关系，这为我们进一步研究磁场提供了重要的参考。
七、实验总结。
本次实验通过测量螺线管磁场的方法，深入探究了螺线管中电流与磁场的关系，以及研究了螺线管磁场的分布规律。
通过实验数据的分析和结果的讨论，我们对螺线管磁场的特性有了更深入的理解，同时也为我们进一步研究磁场提供了重要的实验基础。
在今后的学习和科研中，我们将进一步深入研究磁场的性质和应用，不断提高实验技能，为科学研究和技术创新做出更大的贡献。
大学物理实验报告 螺线管磁场的测量
实验报告螺线管磁场得测量霍尔效应就就是导电材料中得电流与磁场相互作用而产生电动势得效应。
１879年美国霍普金斯大学研究生霍尔在研究金属导电机理时发现了这种电磁现象,故称霍尔效应。
后来曾有人利用霍尔效应制成测量磁场得磁传感器,但因金属得霍尔效应太弱而未能得到实际应用。
随着半导体材料与制造工艺得发展,人们又利用半导体材料制成霍尔元件，由于它得霍尔效应显著而得到实用与发展,现在广泛用于非电量得测量、电动控制、电磁测量与计算装置方面。
在电流体中得霍尔效应也就就是目前在研究中得“磁流体发电”得理论基础。
近年来,霍尔效应实验不断有新发现。
１９80年原西德物理学家冯·克利青研究二维电子气系统得输运特性,在低温与强磁场下发现了量子霍尔效应，这就就是凝聚态物理领域最重要得发现之一。
目前对量子霍尔效应正在进行深入研究,并取得了重要应用,例如用于确定电阻得自然基准，可以极为精确地测量光谱精细结构常数等。
在磁场、磁路等磁现象得研究与应用中,霍尔效应及其元件就就是不可缺少得,利用它观测磁场直观、干扰小、灵敏度高、效果明显。
本实验采取电放大法,应用霍尔效应对螺线管磁场进行测量。
关键词：霍尔效应;霍尔元件;电磁场;磁场一、实验目得1、了解螺线管磁场产生原理。
2、学习霍尔元件用于测量磁场得基本知识。
３、学习用“对称测量法”消除副效应得影响,测量霍尔片得UH -IS(霍尔电压与工作电流关系)曲线与ＵH －IM，B－IM(螺线管磁场分布)曲线。
二、实验原理霍尔效应从本质上讲,就就是运动得带电粒子在磁场中受洛伦兹力得作用而引起得偏转。
当带电粒子(电子或空穴)被约束在固体材料中,这种偏转就导致在垂直电流与磁场得方向上产生正负电荷在不同侧得聚积，从而形成附加得横向电场。
如图所示,磁场B位于Z轴得正向,与之垂直得半导体薄片上沿Ｘ轴正向通以电流ＩS(称为工作电流),假设载流子为电子(N型半导体材料),它沿着与电流IS相反得X轴负向运动。
大学物理实验报告 螺线管磁场的测量
实验报告螺线管磁场的测量霍尔效应是导电材料中的电流与磁场相互作用而产生电动势的效应。
1879年美国霍普金斯大学研究生霍尔在研究金属导电机理时发现了这种电磁现象，故称霍尔效应。
后来曾有人利用霍尔效应制成测量磁场的磁传感器，但因金属的霍尔效应太弱而未能得到实际应用。
随着半导体材料和制造工艺的发展，人们又利用半导体材料制成霍尔元件，由于它的霍尔效应显著而得到实用和发展，现在广泛用于非电量的测量、电动控制、电磁测量和计算装置方面。
在电流体中的霍尔效应也是目前在研究中的“磁流体发电”的理论基础。
近年来，霍尔效应实验不断有新发现。
1980年原西德物理学家冯·克利青研究二维电子气系统的输运特性，在低温和强磁场下发现了量子霍尔效应，这是凝聚态物理领域最重要的发现之一。
目前对量子霍尔效应正在进行深入研究，并取得了重要应用，例如用于确定电阻的自然基准，可以极为精确地测量光谱精细结构常数等。
在磁场、磁路等磁现象的研究和应用中，霍尔效应及其元件是不可缺少的，利用它观测磁场直观、干扰小、灵敏度高、效果明显。
本实验采取电放大法，应用霍尔效应对螺线管磁场进行测量。
关键词：霍尔效应；霍尔元件；电磁场；磁场一、实验目的1.了解螺线管磁场产生原理。
2.学习霍尔元件用于测量磁场的基本知识。
3.学习用“对称测量法”消除副效应的影响，测量霍尔片的UH -IS（霍尔电压与工作电流关系）曲线和UH -IM，B-IM（螺线管磁场分布）曲线。
二、实验原理霍尔效应从本质上讲，是运动的带电粒子在磁场中受洛伦兹力的作用而引起的偏转。
当带电粒子（电子或空穴）被约束在固体材料中，这种偏转就导致在垂直电流和磁场的方向上产生正负电荷在不同侧的聚积，从而形成附加的横向电场。
如图所示，磁场B位于Z轴的正向，与之垂直的半导体薄片上沿X轴正向通以电流IS（称为工作电流），假设载流子为电子（N型半导体材料），它沿着与电流IS相反的X轴负向运动。
由于洛伦兹力fL作用，电子即向图中虚线箭头所指的位于Y轴负方向的B侧偏转，并使B侧形成电子积累，而相对的A侧形成正电荷积累。
用冲击电流计测螺线管内磁场
待测螺线管
螺线管接线端
探测线圈
探测线圈接线端
螺线管 长度标尺
转动手柄
探测线圈 位置指针
实验装置
标准互感器
标准互感器互感系数确定，在实验中用于电流计的冲击常数定标。标有H1 、K1的一对端子为初级线圈；标有H2、K2的一对端子为次级线圈，链接线路时须注意。 本实验中所用的互感器互感系数M为0.001H。
互感器装置
初级线圈接线柱H1、K1
次级线圈接线柱H2、K2
1
2
a
b
双刀双掷开关
将双刀双掷开关固定接线柱间交叉接线，则构成倒向开关，当双达倒向右侧，‘1’与‘a’相连；倒向左侧，‘1’与‘b’相连，实现了电流的倒向。
倒向开关
通用仪器
添加标题
直流稳压电源
01
添加标题
开关
04
添加标题
直流毫安表
（1）
一、冲击常数标定
当电路中接入标准互感器时并通以电流，根据同样的原理，冲击电流计的线圈内也会有电量，标尺上同样可看到光标的移动，由次可得到冲击常数Cb 为
互系数
初级线圈中的电流
与电流相应的光标最大偏格数
次级线圈回路总阻值
（2）
实验内容
二、测量螺线管内的磁场分布
在已标定冲击常数后，由（1）、（2）两式可得到螺线管内的磁感应强度为
实验仪器
实验原理
实验内容
操作要点
数据处理
问题思考
项目
实验仪器
通用仪器
冲击电流计
待测直螺线管
标准互感器
倒向开关
冲击电流计
冲击电流计是测量电量的仪器。由于其特殊的结构，线圈转动惯量较大，因此，当电流瞬间通过线圈时，线圈的运动状态来不及发生变化。电流停止后，线圈才以一定的角度摆动。线圈启动后，立即受到各种反力矩的作用，线圈的运动速度逐渐减小，当转动到最大位置时，瞬间停止，然后回复到初始位置，并在初始位置附近往返摆动数次，最终停止。设通过冲击电流计的电流，，则流过线圈的电流为：
螺线管内磁场的测量
螺线管内磁场的测量————————————————————————————————作者: ————————————————————————————————日期：实验九螺线管内磁场的测量在工业、国防和科学研究中经常要对磁场进行测量例如在粒子回旋加速器、受控热核反应、同位素分离、地球资源探测、地震预测和磁性材料研究等方面。
测量磁场的方法较多从测量原理上大体可以分为五类力和力矩法、电磁感应法、磁传输效应法、能量损耗法、基于量子状态变化的磁共振法。
常用的测量方法主要有冲击电流计法霍尔元件法、核磁共振法和天平法。
练习一用冲击电流计法测量螺线管内磁场【实验目的】1学习用冲击法测量磁感应强度的原理和方法2学会使用冲击电流计3研究长直螺线管内轴线上的磁场分布4对比螺线管轴线上磁场的测量值与理论值加深对毕奥萨伐尔定律的理解。
【实验仪器】冲击电流计、螺线管磁场测量仪、直流电源、直流电流表、电阻箱、滑线变阻器。
【实验原理】1. 长直螺线管轴线上的磁场如图5.9.1所示设螺线管长为L半径为ｒ0表面均匀地绕有N匝线圈放在磁导率为μ的磁介质中并通以电流I。
如果在螺线管上取一小段线圈dＬ则可看作是通过电流为INdL／L的圆形载流线圈。
由毕奥萨伐尔定律得到在螺线管轴线上距离中心O为x的Ｐ点产生的磁感应强度ｄＢx为32０2ｒｒLＩNｄLdBx 5．９.1 图5.9.1长直螺线管轴的结构图OP2ＬＬｘ0r21ｄＬdBｘｒd由图５.９.1可知0ｓinｒrｓinｒｄdL代入式5．9.1得到dＬμIＮｄBxsin２５.9.２因为螺线管的各小段在P点的磁感应强度方向均沿轴线向左故整个螺线管在P点产生的磁感应强度2１ｃoscos２ｓin２21２1LNＩdＬNIｄBＢx 5.９.3由图5.９.1可知５.９．３式还可以表示为212２rxLxLrxLxLLNＩBx 5.9.4 令x0得到螺线管中点Ｏ的磁感应强度2１2０２０4rLNIB 5．９.5令xL/２得到螺线管两端面中心点的感应强度212２２0２ＬＮＩBLr 5.９.6 当L≥r０时由式5.9.5和式5.９.6可知BL/2≈B０/２。
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实验九螺线管内磁场的测量在工业、国防和科学研究中经常要对磁场进行测量例如在粒子回旋加速器、受控热核反应、同位素分离、地球资源探测、地震预测和磁性材料研究等方面。
测量磁场的方法较多从测量原理上大体可以分为五类力和力矩法、电磁感应法、磁传输效应法、能量损耗法、基于量子状态变化的磁共振法。
常用的测量方法主要有冲击电流计法霍尔元件法、核磁共振法和天平法。
练习一用冲击电流计法测量螺线管内磁场【实验目的】1学习用冲击法测量磁感应强度的原理和方法2学会使用冲击电流计3研究长直螺线管内轴线上的磁场分布4对比螺线管轴线上磁场的测量值与理论值加深对毕奥萨伐尔定律的理解。
【实验仪器】冲击电流计、螺线管磁场测量仪、直流电源、直流电流表、电阻箱、滑线变阻器。
【实验原理】1. 长直螺线管轴线上的磁场如图5.9.1所示设螺线管长为L半径为r0表面均匀地绕有N匝线圈放在磁导率为μ的磁介质中并通以电流I。
如果在螺线管上取一小段线圈dL则可看作是通过电流为INdL/L的圆形载流线圈。
由毕奥萨伐尔定律得到在螺线管轴线上距离中心O为x的P点产生的磁感应强度dBx 为3202rrLINdLdBx 5.9.1 图5.9.1长直螺线管轴的结构图OP2LLx0r21dLdBxrd 由图5.9.1可知0sinrrsinrddL代入式5.9.1得到dLμINdBxsin2 5.9.2 因为螺线管的各小段在P点的磁感应强度方向均沿轴线向左故整个螺线管在P点产生的磁感应强度21coscos2sin22121LNIdLNIdBBx 5.9.3 由图5.9.1可知5.9.3式还可以表示为212022*********rxLxLrxLxLLNIBx 5.9.4 令x0得到螺线管中点O的磁感应强度2120204rLNIB 5.9.5 令xL/2得到螺线管两端面中心点的感应强度2122202LNIBLr 5.9.6 当L≥r0时由式5.9.5和式5.9.6可知BL/2≈B0/2。
只要螺线管的比值L/r0保持不变则不论螺线管放大或缩小也不论线圈的匝数N 和电流I为多少磁感应强度相对值沿螺线管轴的分布曲线不改变。
2. 用冲击电流计测量磁场的原理如图5.9.2所示设探测线圈匝数为n平均截面为S线圈的法线与磁场方向一致当K1倒向一边使螺线管中通过电流的I。
当K1突然断开时螺线管内的磁通突然改变探测线圈中的感应电流i通过冲击电流计G若测出在短时间内的脉冲电流所迁移的电量就可求得该点的Bx值。
由法拉第电磁感应定律可知在探测回路中产生感应电动势ddt 5.9.7 设探测回路的总电阻为R则通过冲击电流计的瞬时感应电流为1diRdt 5.9.8 图5.9.2测量螺线管内磁场电路图GA-1R2RgR1KER在磁通变化的时间内通过冲击电流计的总电量0000111dQidtdtdRdtRR 5.9.9 实验时把通过螺线管的电流由I突变为0即把K1断开使磁通量发生改变则有0t时0xBnSt0代入5.9.9式有xBnSQR 5.9.10 因此只需测量出R及Q就可以算出Bx。
Q值可以通过DQ-3/4型智能冲击电流计直接测出为了测出探测回路的总电阻为R使用图5.9.3中的标准互感器M为互感系数来测定仪器将标准互感器的次级线圈串联在探测回路中以保证测量R与Bx时探测回路的电阻值一样。
当标准互感器的初级线圈上有dI的电流变化时则在次级线圈上产生感应电动势ddIMdtdt 5.9.11 次级线圈回路中的感应电流为MdIiRRdt 5.9.12 如果K断开初级回路中电流从I0突变为0则在次级回路中通过的总电量为00000MIMdIMMQidtdtdIIRdtRR 5.9.13 则探测回路的总电阻R为MQMIR0 5.9.14 把5.9.14式代入5.9.10式得到0xMMIQBnSQ 5.9.15 【实验装置】图5.9.3测定内阻的电路图G互感器LR1243输入电流RgR2K2 【实验内容和步骤】1. 测量探测回路的总电阻1参考5.9.4图对实验仪器进行正确连线1K断开。
滑线变阻器调到最大值并将设置好合适的电源输出电压和电流表量程。
将开关K2倒向一边接通电源逐渐减小电阻值使流过互感器的初级线圈的电流达到参考值I0。
2合上K3。
I0取4个不同的值对每一个I0待电流稳定后断开K2测量并记录电量QMi如此反复测量4次最后取其平均值。
利用5.9.14式计算总电阻R值。
2. 测量螺线管内的磁感应强度1参考5.9.4图进行正确连线将I0的电流输入电路连接到K1上。
选择并固定激励电流I改变探测线圈在螺线管内的位置合上K3断开K1测量并记录电量Q 如此反复测量4次最后取其平均值。
2用5.9.15式计算螺线管的磁感应强度Bx。
3. 计算理B与E 理B由5.9.4式计算其中参数由实验室提供。
误差E的计算如下100理理测BBBE 4. 以B为纵坐标x为横坐标在同一坐标系中画出xBx 理与xBx测的分布曲线并对误差进行合理分析。
【思考题】1如果图5.9.3中次级回路总电阻与探测回路总电阻不一致会对磁场的测量结果产电流计A0II探测线圈参数线径0.08mm 圈数860匝外径8mm内径4mm长度5mmRn60.8Ω磁通面积46.04mm2注虚线已连接3K1L2LK2K1图5.9.4 HL-III型螺线管磁场测定仪电路图生什么样的影响2流经探测线圈的电流如果过大则会对探测线圈产生什么影响3测量完次级回路总电阻R之后如果直接将电源电压调节到20.0V进行磁场测量而不是对电流表的量程进行调节会对电流表产生什么影响4本实验中导致实验误差有哪些因素怎样减小实验误差【注意事项】1冲击电流计输入端所加电压不能大于50V 或电流不能40mA 2初级回路的电流切记不可直接输入次级回路中3换向开关在改变磁通时“断开”应相当迅速但不能用力过猛4DQ-3/4只适应测量单次回零脉冲量。
【附录】DQ-3/4智能冲击电流计冲击电流计主要用于测量短时间放电脉冲所迁移的电量可用来测量与此相关的物理量如电容器的电容、电感量和磁感应强度等。
该仪器用5位半LED 数码管显示测量结果数据自动保持直至被下一次的测量数据自动取代量程有两档Ⅰ.199.99×10-9库仑Ⅱ.1999.9×10-9库仑。
使用方法如下1接通电源开关数码管亮预热15分钟2拨动“量程选择“选择合适的量程3“调零开关”拨向“调零”旋动调零旋钮使显示为零或最接近零的数4由“调零开关”拨向“测量”仪器处于待测状态5如果测量数据多次无变化则可能死机关闭电源重新启动即可。
6若显示“ERROR”则仪器过载应更换大档量并重新调零或减小电路中的电压及电流使实验正常进行。
7当冲击电量较小显示约在±60 nC 以内时误差相对变大这时应更换小档量并重新调零同时增大电路中的电压及电流使实验正常进行。
练习二用感应法测量螺线管内磁场【实验目的】1了解用交变感应法测量磁场的原理2学会测量交变磁场的一种方法3学会使用低频信号发生器和晶体管毫伏表。
【实验仪器】螺线管磁场测试仪、低频信号发生器、晶体管毫伏表、电阻箱。
【实验原理】稳恒的电流产生稳定的磁场而交变电流产生的磁场则是随时间变化的。
当载流导线中通以交变电流时其周围的空间将产生交变磁场。
如果在被测磁场的位置安放一小探测线圈则因穿过它的磁通量发生变化探测线圈将产生感应电动势。
如果交变电流的频率较低则探测回路的感抗较小这时探测回路的阻抗可近似为探测线圈的电阻。
测量出探测线圈的感应电动势的大小就可以确定该处磁场的大小和方向。
因此感应法测磁场的核心是设计一个长度L和外径d比值合理的圆柱形探测线圈使得探测线圈内的平均磁感应强度等于中心点的磁感应强度以确保感应电动势的大小仅由此线圈中心磁感应强度的变化来决定。
如果有一圆线圈通以均匀交变电流tIImsin 5.9.16 按照毕奥–萨伐尔定律在其周围空间任意一点P激发的磁感应强度Bt均正比于电流It即有tBtCItCItBmmsinsin 5.9.17 式中C为比例常数ω是交变电流的角频率Im、Bm称为交变电流和磁感应强度的幅值。
在交变磁场中放入一较小的探测线圈T其法线方向与磁感应强度B之间的夹角为θ如图5.9.5所示。
T的面积和匝数分别为S和n则通过T的总磁通量为tSnBBSnnmsincos 5.9.18 由法拉第定律可知T内将产生感应电动势其大小为ttBnSdtdnmmcoscoscos 5.9.19 式中cosmmBnS是感应电动势的幅值其值可用交流电压表测量。
实验中使用内阻高达1MΩ的电子毫伏表测量仅几毫伏的感应电动势所以在探测线圈内产生的电流只有10-310-2微安。
由于该电流产生的磁场非常弱不会对被测量的磁场造成干扰。
只要测量仪表有较高的准确度利用这种方法得到的结果是能够反映被测磁场的实际情况的。
由于交流电流表的读数是代表有效值所以用交流毫伏表测量感应电动势的有效值εe与εm幅值之间存在关系coscos212emmeBnSBnS 5.9.20 由5.9.20可得cosnSBee 5.9.21 式中Be为有效值。
当θ0时则nSBee00 或2eoeoBfnS 5.9.22 图5.9.5 探测线圈示意图mVTB式中f为交变电流频率可从低频信号发生器上读出。
测量时在待测点旋转线圈T电压表测出的最大值即为εe。
【实验内容与步骤】利用低频信号发生器作为低频低压交流电源用晶体管毫伏表测出探测线圈的感应电动势求出长直螺线管轴线上的磁场分布情况。
1按图5.9.6联接电路。
将信号发生器各旋钮和晶体管毫伏表量程调到适当位置接通电源预热15分钟后开始测量。
2将开关K倒向1调节信号发生器的输出频率和幅度。
若已知R的值则由毫伏表的读数εe可算出电流IeεeR/R。
为了保持磁场稳定必须随时监测电流Ie使εeR保持不变。
3将开关K倒向2毫伏表量程开关旋到10mV或30mV档。
改变探测线圈在螺线管中的位置读出毫伏表的最大指示值εex 将εex值代入5.9.22式算出各点的磁感应强度Bex。
4自拟记录表格记录有关参数。
5. 在同一坐标纸上以x为横轴B 为纵轴作出Bx测-x和Bx理-x曲线。
比较并分析产生误差的原因。
【思考题】1测量时为什么要旋转探测线圈T 2使用探测线圈和毫伏表测量线圈轴线上某点磁感应强度时如果信号发生器的输出电流振幅增加一倍则探测线圈内的感应电动势将会怎样变化当输出频率增加一倍时探测线圈内的感应电动势又将怎样变化【附录】DA-16型晶体管毫伏表该表是专门用于测量正弦交流电压有效值的一种电子仪表它具有较高的灵敏度、稳定度、低噪声电平及高输入电阻。
主要工作特性如下1测量电压范围100μV300V其量程有十一个档。
2被测电压频率范围20Hz1MHz 3固有误差≤±3基本频率1KHz 使用方法如下a测量精度以毫伏表表面垂直放置为准。