《亥姆霍兹线圈测磁场课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《亥姆霍兹线圈测磁场课件（12页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、亥姆霍兹线圈测磁场,【预习重点】,1. 毕奥萨伐尔定律、载流圆线圈在轴线上某点的磁感应强度公式。 2. 亥姆霍兹线圈的组成及其磁场分布的特点。 3. 霍尔效应、霍尔传感器原理。,【实验目的】,1. 测亥姆霍兹线圈在轴线上的磁场分布。 2. 测载流圆线圈在轴线上的磁场分布，验证磁场叠加原理。 3. 比较两载流圆线圈距离不同时轴线上磁场分布情况。,【实验原理】,一、圆线圈 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。根据毕奥萨伐尔定律，轴线上某点的磁感应强度B为,而圆心处的磁感应强度为,二、亥姆霍兹线圈 亥姆霍兹线圈是一对彼此平行且连通的共轴圆形线圈，每一线圈N匝，两线圈内的
2、电流方向一致，大小相同，线圈之间距离d正好等于圆形线圈的平均半径 。,设x为亥姆霍兹线圈中轴线上某点离中心点O处的距离，则亥姆霍兹线圈轴线上任一点的磁感应强度大小B为,而在亥姆霍兹线圈轴线上中心O处磁感应强度大小Bo为,三、双线圈 若线圈间距d不等于 。设x为双线圈中轴线上某点离中心点O处的距离，则双线圈轴线上任一点的磁感应强度大小B为,四、霍尔效应、霍尔传感器,1. 霍尔效应,把一块宽为b，厚为d的导电板放在磁感应强度为B的磁场中，并在导电板中通以纵向电流I ，此时在板的横向两侧面A、A,之间就呈现出一定的电势差，这一现象称为霍尔效应，所产生的电势差UH称霍尔电压。,RH称为霍尔系数,2.
3、霍尔传感器,并且传感器的工作电流已设定为标准工作电流（定值）。即KHIK（常数）,UHKB,所以由UH值可得出B的示值。,【实验仪器】,一、实验平台,二、高灵敏度毫特计,三、数字式直流稳流电源,1、毫特斯拉计 2、电流表 3、直流电流源 4、电流调节旋钮 5、调零旋钮 6、传感器插头 7、固定架 8、霍尔传感器 9、大理石 10、线圈 A、B、C、D为接线柱,【实验内容】,一、测量前准备,1. 连接电路，接通电源，开机预热10分钟以上。,2. 用铝尺和钢板尺调整两线圈位置，使两线圈共轴且轴线与台面中心横刻线重合，两线圈距离为R=10.00cm(线圈半径)，即组成一个亥姆霍兹线圈.,3. 熟悉传
4、感器的放置方法。,二、单线圈轴线上各点磁感应强度的测量,1. 单线圈a轴线上各点的磁感应强度Ba,按图接线（直流稳流电源中数字电流表已串接在电源的一个输出端），只给单线圈a通电，旋转电流调节旋纽，令电流I为100mA。取台面中心为坐标原点O，通过O的横刻线为OX轴。把传感器探头从一侧沿OX轴移动,每移动1.00cm测一磁感应强度Ba，测出一系列与坐标x对应的磁感应强度Ba .测量区域为10cm+10cm。,实验中，应注意毫特计探头沿线圈轴线移动，每测量一个数据，必须先在直流电流输出电路断开时（I=0）调零后，才测量和记录数据。,2. 单线圈b轴线上各点的磁感应强度Bb,只给单线圈b通电，旋转电
5、流调节旋纽，令电流I为100mA。以上述同样的测量方法，测出一系列XBb数据。测量区域为-10cm+10cm。,3. 在轴线上某点转动毫特计探头，观察一下该点磁感应强度的方向：转动探头观测毫特计的读数值，读数最大时传感器法线方向，即是该点磁感应强度方向。,三、双线圈轴线上各点磁感应强度测量,1. 令两线圈串连，流过的电流方向一致（红黑接线柱交错相接），组成亥姆霍兹线圈。然后，旋转电流调节旋纽，在同样电流I=100mA条件下，测轴线上各点的磁感应强度BR值测量方法同上。得出的一系列XBR数据。测量区域为-10cm+10cm。,2. 分别把双线圈间距离调整为d=R/2和d=2R并测量在电流为I=100mA时轴线上各点磁感应强度值。测量方法同上。并将得出的X 、XB2R数据。测量区域为-10cm+10cm。,【数据处理】,1. 将测得的单、双线圈中心点的磁感应强度与理论公式计算结果相比较，看是否一致。,2. 用直角坐标纸，在同一坐标系作BRX、 Ba X、 Bb X、 Ba + Bb X四条曲线，考察BR X与Ba + Bb X曲线，验证磁场叠加原理,3. 用直角坐标纸，在同一坐标系作BR X、 X、 B2R X三条曲线，证明磁场叠加原理。,
