,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,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。,【试验目的】,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状况。,【试验原理】,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状况如图。依据毕奥萨伐尔定律，轴线上某点的磁感应强度B为,B(x),x,O,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，两线圈内的电流方向全都，大小一样，线圈之间距离d正好等于圆形线圈的平均半径 。,B(x),x,O,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,B,o,为,三、双线圈,假设线圈间距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,d,F,e,F,m,I,d,U,H,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,之间就呈现出肯定的电势差，这一现象称为霍尔效应，所产生的电势差UH称霍尔电压。,R,H,称为霍尔系数,2.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,U,H,KB,所以由,U,H,值可得出,B,的示值。,【试验仪器】,一、试验平台,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、电流调整旋钮,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,【试验内容】,一、测量前预备,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.生疏传感器的放置方法。,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,B,a,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，旋转电流调整旋纽，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。,试验中，应留意毫特计探头沿线圈轴线移动，每测量一个数据，必需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,B,b,只给单线圈b通电，旋转电流调整旋纽，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，观看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，流过的电流方向全都红黑接线柱穿插相接，组成亥姆霍兹线圈。然后，旋转电流调整旋纽，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,=2,R,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,、,X,B,2,R,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，看是否全都。,2.用直角坐标纸，在同一坐标系作,B,R,X,、,B,a,X,、,B,b,X,、,B,a,+,B,b,X四条曲线，考察,B,R,X,与,B,a,+,B,b,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,B,R,X,、,X,、,B,2R,X,三条曲线，证明磁场叠加原理。,