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1、物理学实验教学示范中心物理学实验教学示范中心电磁学实验电磁学实验磁阻效应实验w大学物理实验大学物理实验物理学实验教学示范中心物理学实验教学示范中心电磁学实验电磁学实验实验目的实验目的1.1.了解磁阻效应的基本原理及测量磁阻了解磁阻效应的基本原理及测量磁阻效应的方法效应的方法. .2.2.测量锑化铟传感器的电阻与磁感应强测量锑化铟传感器的电阻与磁感应强度的关系度的关系. .物理学实验教学示范中心物理学实验教学示范中心电磁学实验电磁学实验实验原理实验原理 一定条件下，导电材料的电阻值一定条件下，导电材料的电阻值R R随磁随磁感应强度感应强度B B变化的规律称为变化的规律称为磁阻效应磁阻效应。应用。
2、应用这种效应做成的传感器称为磁阻元件。这种效应做成的传感器称为磁阻元件。物理学实验教学示范中心物理学实验教学示范中心电磁学实验电磁学实验实验原理实验原理图1 霍尔效应当导体或半导体处于磁场中时，导体或半导体的载流子将受洛仑兹力的作用，发生偏转,在两端产生积聚电荷并产生霍耳电场。物理学实验教学示范中心物理学实验教学示范中心电磁学实验电磁学实验实验原理实验原理在霍耳电场和外加磁场的共同作用下，沿外加电场方向运动的载流子数量将减少，电阻增大，也就是由于磁场的存在,增加了电阻,此现象称为磁阻效应。磁阻效应。URIS-eFBFE+- - - - - -Bab图2 磁阻效应u如果将图2中a端和b端短 路,
3、磁阻效应更明显。物理学实验教学示范中心物理学实验教学示范中心电磁学实验电磁学实验实验原理实验原理 通常以电阻率的相对改变量来表示磁阻的大小，即用/(0)表示。其中(0)为零磁场时的电阻率，设磁电阻电阻值在磁感应强度为B的磁场的电阻率为(B)，则 =(B)-(0) 由于磁阻传感器电阻的相对变化率R/R(0)正比于/(0)，因此也可以用磁阻传感器电阻的相对改变量R/R(0)来表示磁阻效应的大小.R=R(B)-R(0)物理学实验教学示范中心物理学实验教学示范中心电磁学实验电磁学实验图图2 2 磁阻效应曲线磁阻效应曲线实验原理实验原理一般情况下外加磁场较弱时，电阻相对变化率正比于磁感应强度B的二次方；
4、随磁场的加强，与磁感应强度B呈线性函数关系；当外加磁场超过特定值时，与磁感应强度B的响应会趋于饱和。 物理学实验教学示范中心物理学实验教学示范中心电磁学实验电磁学实验实验操作要求实验操作要求1.1.在在锑锑化化铟铟磁磁阻阻传传感感器器工工作作电电流流保保持持不不变变的的条条件件下下（IS=1mA）, ,测测量量锑锑化化铟铟磁磁阻阻传传感感器器的的电电阻阻与与磁磁感感应应强强度度的的关关系系，作作R/R(0)B关关系系曲线。曲线。2.2.用用磁磁阻阻传传感感器器测测量量一一个个未未知知的的磁磁场场强强度度(275mT), ,与与毫毫特特计计测测得得的的磁磁场场强强度度相相比比较较, ,估估算测量
5、误差算测量误差. .物理学实验教学示范中心物理学实验教学示范中心电磁学实验电磁学实验IM霍尔、磁阻元件霍尔、磁阻元件每一个数据点测量两组数据：磁场强度和磁电阻每一个数据点测量两组数据：磁场强度和磁电阻（电压）（电压）物理学实验教学示范中心物理学实验教学示范中心电磁学实验电磁学实验磁阻效应测量电路示意图磁阻效应测量电路示意图伏安法伏安法物理学实验教学示范中心物理学实验教学示范中心电磁学实验电磁学实验 实实 验验 仪仪 器器 物理学实验教学示范中心物理学实验教学示范中心电磁学实验电磁学实验R/R(0) B关系曲线 （IS=1mA）电磁铁InSbR/R(0) B关系IM(mA)UR(mV)B(mT)
6、R()R/R(0)01020100150500275 数数 据据 表表 格格物理学实验教学示范中心物理学实验教学示范中心电磁学实验电磁学实验w1.不要在实验仪器附近放置具有磁性的物品.注意事项注意事项w2.加电前必须保证测试仪的调节和调节旋钮 均置零位(即逆时针旋到底)。工作电流不 超过1mA。w3.严禁在励磁线圈加电后插拔励磁电流连线! 因为此时会有极强的感应电压,可能损坏仪 器.如须插拔励磁电流连线,应将励磁电流 调至最小,再关闭电源,才可进行插拔!物理学实验教学示范中心物理学实验教学示范中心电磁学实验电磁学实验作作 业业&1.1.磁阻效应是怎样产生的磁阻效应是怎样产生的? ? 磁阻效应和
7、霍尔效磁阻效应和霍尔效 应有何内部联系应有何内部联系? ?&2.2.实验时为何要保持霍尔工作电流和流过磁阻实验时为何要保持霍尔工作电流和流过磁阻 元件的电流不变元件的电流不变? ?&3.3.不同的磁场强度时不同的磁场强度时, , 磁阻传感器的电阻值与磁阻传感器的电阻值与 磁感应强度的关系有何变化磁感应强度的关系有何变化? ?* * 4.4.磁阻传感器的电阻值与磁场的极性和方向有磁阻传感器的电阻值与磁场的极性和方向有 何关系何关系? ?物理学实验教学示范中心物理学实验教学示范中心电磁学实验电磁学实验实验报告基本要求：字迹清晰，文理通顺，图表正实验报告基本要求：字迹清晰，文理通顺，图表正确，数据完备和结论明确确，数据完备和结论明确实验报告内容包括： （1）实验名称 （2）实验目的 （3）实验原理：原理图、电路图、主要计算公式 （4）数据处理：原始数据重新列表并计算处理 （5）实验结论：阐述得到的规律特征及分析*（6）误差分析 （7）签字数据
