南 昌 大 学 物 理 实 验 报 告课程名称: 大学物理基础试实验 实验名称: 亥姆霍茨 一、实验目的:1,、学习和掌握霍尔效应原理测量磁场的方法2、测量载流圆线圈和亥姆霍兹线圈的磁场分布二、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:其中,R 为线圈半径,I 为电流,N 0 为线圈匝数, X 为轴上某一点到圆心的距离,为真空磁导率IYXBB(2)亥姆霍兹线圈:YXBB2. 电磁感应法测量磁场:;; NSUBttmm2cosinim;线圈等效面积为 21083Dπ3. 霍尔效应法: IBKdIRneIBUvbdHhh//其中,材料宽 b,厚 d,载流子浓度 n,载流子速度 v,通过材料电流 I霍尔电压:; 其中,霍尔系数 RH=1/ne 单位 m3/c,霍尔灵敏度 KH=Rh/d3、实验仪器:亥姆霍茨线圈磁场实验仪4、实验内容和步骤:1、测量圆电流线圈轴线上磁场的分布(1)先预热 5 分钟,调零(2)调节磁场实验仪的输出功率,使励磁场电流为 200mA,每隔 10mm 测量一个 B 值,记录数据并 作出磁场分布图2、测量亥姆霍茨线圈轴线磁场的分布5、实验数据与处理:双线圈:X/cm -110 -100 -90 -80 -70 -60 -50 -40 -30 -20 -10 0实验值0.460 0.519 0.577 0.636 0.688 0.733 0.770 0.794 0.809 0.818 0.820 0.820理论值0.420 0.506 0.567 0.626 0.679 0.726 0.759 0.778 0.800 0.812 0.806 0.806X/c, 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110实验值0.822 0.822 0.816 0.808 0.788 0.754 0.713 0.666 0.609 0.549 0.493理论值0.80630.812 0.800 0.800 0.759 0.726 0.679 0.626 0.567 0.506 0.420右线圈:X/mm -10 0 10 20 30 40 50 60 70实验值 0.216 0.262 0.305 0.347 0.385 0.409 0.420 0.419 0.403理论值 0.210 0.249 0.299 0.340 0.385 0.407 0.419 0.415 0.399X/cm 80 90 100 110实验值 0.376 0.339 0.296 0.254理论值 0.374 0.330 0.280 0.249六、误差分析:1. 其他磁场对线圈磁场强度测量的干扰;2. 亥姆霍兹线圈的两个线圈的圆心不在同一水平线上,导致实验误差;3. 实验仪器本身具有一定的误差。
七、原始数据:八实验总结磁场感应器难以放圈中心,桌子对面的仪器对我有误差,一开始我做这个实验忽略了移动装置自带瞄准刻度的线,导致实验重新做,做实验前要注重对实验器具的了解,不能盲目动手。