1、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,*,3.3,磁场分布,【,预习重点,】,1.,毕奥萨伐尔定律、载流圆线圈在轴线上某点磁感应强度公式。,2.,亥姆霍兹线圈组成及其磁场分布特点。,3.,霍尔效应、霍尔传感器原理。,【,试验目标,】,1.,测亥姆霍兹线圈在轴线上磁场分布。,2.,测载流圆线圈在轴线上磁场分布，验证磁场叠加原理。,3.,比较两载流圆线圈距离不一样时轴线上磁场分布情况。,物理系于世伟,第1页,【,试验原理,】,一、圆线圈,载流圆线圈在轴线（经过圆心并与线圈平面垂直直线）上磁场情况如图。依据毕奥萨伐尔定律，轴线上某点磁感应强度,B,为,B
2、x),x,O,而圆心处磁感应强度为,第2页,二、亥姆霍兹线圈,亥姆霍兹线圈是一对彼此平行且连通共轴圆形线圈，每一线圈,N,匝，两线圈内电流方向一致，大小相同，线圈之间距离,d,恰好等于圆形线圈平均半径 。,B(x),x,O,设,x,为亥姆霍兹线圈中轴线上某点离中心点,O,处距离，则亥姆霍兹线圈轴线上任一点磁感应强度大小,B,为,第3页,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,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,处距离，则双线圈轴线上任一点磁感应强度大小,B,为,第4页,四、霍尔效应、霍尔传感器,1.,霍尔效应,d,F,e,F,
3、m,I,d,U,H,把一块宽为,b,，厚为,d,导电板放在磁感应强度为,B,磁场中，并在导电板中通以纵向电流,I,，此时在板横向两侧面,A,、,A,之间就展现出一定电势差，这一现象称为霍尔效应，所产生电势差,U,H,称霍尔电压。,R,H,称为霍尔系数,第5页,2.,霍尔传感器,而且传感器工作电流已设定为标准工作电流（定值）。即,K,H,I,K,（常数）,U,H,KB,所以由,U,H,值可得出,B,示值。,第6页,【,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,
4、固定架,8,、霍尔传感器,9,、大理石,10,、线圈,A,、,B,、,C,、,D,为接线柱,第7页,【,试验内容,】,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.,熟悉传感器放置方法。,第8页,二、单线圈轴线上各点磁感应强度测量,1.,单线圈,a,轴线上各点磁感应强度,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
5、台面中心为坐标原点,O,，经过,O,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,B,a,，测出一系列与坐标,x,对应磁感应强度,B,a,.,测量区域为,10cm,+,10cm,。,试验中，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，才测量和统计数据。,第9页,2.,单线圈,b,轴线上各点磁感应强度,B,b,只给单线圈,b,通电，旋转电流调整旋纽，令电流,I,为,100mA,。以上述一样测量方法，测出一系列,X,B,b,数据。测量区域为,-10cm,+,10cm,。,3.,在轴线上某点转动
6、毫特计探头，观察一下该点磁感应强度方向：转动探头观察毫特计读数值，读数最大时传感器法线方向，即是该点磁感应强度方向。,第10页,三、双线圈轴线上各点磁感应强度测量,1.,令两线圈串连，流过电流方向一致（红黑接线柱交织相接），组成亥姆霍兹线圈。然后，旋转电流调整旋纽，在一样电流,I,=100mA,条件下，测轴线上各点磁感应强度,B,R,值测量方法同上。得出一系列,X,B,R,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,X,、,X,B,2,R,数据。测量区域为,-10cm+10cm,。,第11页,四、数据处理,1.,将测得单、双线圈中心点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,B,R,X,、,B,a,X,、,B,b,X,、,B,a,+,B,b,X,四条曲线，考查,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，证实磁场叠加原理。,第12页,
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