圆线圈和亥姆霍兹线圈的磁场_2.docx

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1、实验511圆线圈和亥姆霍兹线圈的磁场本实险要求学生掌握弱磁场测量原理及如何用集成霍耳传感器测量磁场的方法；把测量磁感应强度值和理论值进行比较，并证明磁场迭加原理；学习亥姆霍兹线图产生均匀磁场的特性。实验原理1 .圆线圈根据毕奥萨伐尔定律，载流线圈在轴线（通过圆心并与线圈平面垂直的直线）上某点的磁感应强度为式中/为通过线圈的电流强度，R为线圈平均半径，X为圆心到该点的距离，0为真空磁导率。而圆心处的磁感应强度坑为(2)轴线外的磁场分布计算公式较复杂，这里简略。2 .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。两线圈内的电流方向一致，大小相同。线圈之间距离d正好等于圆

2、形线圈的半径凡这种线圈的特点是能在其公共轴线中点附近产生较广的均匀磁场区，故在生产和科研中有较大的实用价值，也常用于弱磁场的计量标准。设2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为=ONIR2R2+(R%I-z(2)(Rz12-M1(3)200cm而在亥姆霍兹线圈轴线上中心O处磁感应强度B0为(4)/I8R5根实验仪器实验装置如图1所示，它由圆线圈和亥姆霍兹线圈实验平台（包括两个圆线圈、固定夹、不锈钢直尺等）、高灵敏度亳特计和数字式直流稳流电源等组成。1 .实验平台两个圆线圈各500匝，圆线圈的平均半径R=10.00cm。实验平台的台面应在两个对称圆

3、线圈轴线上，台面上有相间1.00cm的均匀刻线。2 .高灵敏度亳特计它采用两个参数相同的95A型集成霍耳传感器（关于霍耳传感器请阅实验510）,配对组成探测器，经信号放大后，用三位半数字电压表测量探测器输出信号。该仪器量程02.000mT,分辨率为Ix1CT6To3.数字式直流稳流电源它由直流稳流电源、三位半数字式电流表组成。当两线圈串接时，电源输31.毫特计读数2.电流表读数3.直流电流源榆出端4.电流调节旋钮5.调零旋钮6.传感器插头7.固定架8.霍耳传感器9.大理石台面10.线围A.BCD为接线柱图1亥姆霍兹线图实验装置图出电流为5020OmA连续可调；当两线圈并接时，电源输出电流为5040OmA连续可调。数字式电流表显示输出电流的数值。测量台面上各点磁感应应强度时应注意：(1)开机后，应至少预热10分钟，才进行实验。(2)每测量一点磁感应强度值，换另一位置测量时，应断开线圈电路，在电流为零时调零，然后接通线圈电路，进行测量和读数。调零的作用是抵消地磁场的影响及对其它不稳定因素的补偿。