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实验十磁场的描绘(可编辑).doc

实验十磁场的描绘(可编辑)

zhan卫莹
2017-10-15 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《实验十磁场的描绘(可编辑)doc》,可适用于初中教育领域

实验十磁场的描绘(可编辑)实验十磁场的描绘实验十磁场的描绘一、实验目的研载流圆线圈轴线上磁场的分布,加深对毕奥~萨伐尔定律的理解掌握感应法测磁场的原理和方法:考查亥姆霍兹线圈的磁场的均匀区。二、实验设备音频信号发生器(具有功率输出)、晶体管豪伏表、亥母霍兹线圈、探测线圈等。三、实验原理载流圆线圈轴线上的磁场分布设圆线圈的半径为R,匝数为N,在通以电流,时I时,则线圈轴线上一点P的磁感应强度B等于()式中为真空磁导率,x为P点坐标,原点在线圈中心线圈轴线上磁场B与x的关系,如图所示图亥姆霍兹线圈轴线上的磁场分布亥姆霍兹线圈是由一对半径R、匝数N均相同的圆线圈组成,二线圈彼此平行而且共轴,线圈间距离正好等于半径R。如图所示,坐标原点取在二线圈中心联线的中点O。图图给二线圈通以同方向、同大小的电流,,它们对轴上任一点P产生的磁场的方向将一致二线圈在P点处的合场强Bx等于()从()可以看出,B是x的函数,公共轴线中点处B值为很容易算出在处和处两点Bx值的相对差异约为,在理论上可以证明,当二线圈的距离等于半径时,在原点附近的磁场非常均匀,图为曲线磁场的测量磁感应强度是一个矢量,对它的测量既要测大小,又要测方向测磁场的方法很多,在此实验中是用试探线圈去测交变磁场如图所示,给一圆线圈在此使用亥姆霍兹线圈的一支通以某一频率的正弦交流电,设交流电的峰值为,则电流为,如将峰值改用电流表测得的有效值,由于,因而电流可写成为,则圆线圈轴线上任一点P的磁感应强度()设Bm为B的峰值,即()则()如图将一小的探测线圈置于圆线圈轴线上,设试探线圈法线与B的夹角为,则通过试探线圈的磁通量为()式中S为试探线圈的面积,N为它的匝数。感应电动势等于而用交流毫伏表测量此E感时,显示值U为E感的有效值,即,所以当试探线圈法线与圆线圈轴线方向一致时,,则()轴线上任意一点测得的U值与圆线圈中心(x)测得值U之比为()如果测得的U和U值之比符合上式,说明()是正确的,从而可间接加深对毕奥一萨伐尔定律的认识图磁场的方向如何来确定呢磁场的方向本来可用毫伏表读数最大值时所对应的试探线圈法线方向来表示,但是磁通量的变化率小,因此测量方向的误差较大,当试探线圈转过时,磁场方向与试探线圈法线方向相垂直,垂的变化率最大,故误差较小所以我们利用毫伏表读数的最小值来确定磁场的方向探测线圈探测线圈如图所示探测线圈的中心底座上有一个小铜钉,它用来确定磁场中待测点的位置探测线圈的底座设有刻度盘刻度盘上的零点与待测点的连线垂直于试探线圈的轴线当毫伏表的读数为最小值时该连线就表示了磁场的方向由刻度盘可读得磁场和z轴线方向的夹角,如图所示一般的探测线圈测得的是平均磁场,为了测量各点磁场的真实值,探测线圈体积越小越好,但体积小线圈面积就小,感应电动势就很微弱,不易测量图四、实验内容测量(一支)圆形载流线圈轴线上的磁场分布。从OA开始,间隔cm测量一次(大小和方向),取到个点。作曲线及曲线,并比较两条曲线描绘环形电流周围的磁力线(象限内的三条磁力线)验证亥姆霍兹线圈中的匀强磁场区。五、预习要求列出实验内容的表格(每格cm测一个数据,共测个点)测B的大小该怎样测方向呢为什么应这样信号源将提供Hz的交变电压,用功率输出。调节输出使ImA注意:晶体管毫伏表应在短路状态下校零,先用mV档。测量过程中不要换档画好坐标,设计好亥姆霍兹线圈之间的匀强区待测点。六、报告回答为什么测定圆线圈轴上曲线,便能确定的分布规律如何证明磁场是符合叠加原理的

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