实验六、磁场的描绘
1﹑将电流调节最小值。
2﹑按照电路图将其中一个线圈串联入电路。
3﹑闭合电源开关,调节电源,尽可能使U比较大,最后固定一个U。
4﹑选择合适的坐标,沿轴线方向每隔两个小孔取一个孔,用探测线圈在选中的孔中测一下U(转动探测线圈,使它所在的位置使多用表的读数最大),记下此时小孔的坐标和多用电表读数,取8组数据。
实验六、磁场的描绘
实验时间:2010.11.11 .
实验概述
【实验目的及要求】
1.研究载流圆线圈轴线上磁场的分布,加深对毕奥—萨伐尔定律的理解;
2.掌握感应法测磁场的原理和方法;
3.考察亥姆霍兹线圈的磁场的均匀区
【仪器及用具】
音频信号发生器(具有功率输出)、晶体管万用表(MF-20型)、亥姆霍兹线圈实验装置、探测线圈等.
指导教师评语及成绩
【评语】
成绩:指导教师签名:
批阅日期:
预习报告张贴处
0.92
-5.0
1.48
1.41
0.54
0.5
2.03
0.96
-4.0
1.45
1.38
0.63
0.59
2.08
0.98
-3.0
1.38
1.31
0.73
0.68
2.11
1
-2.0
1.28
1.22
0.83
0.78
2.12
1
-1.0
1.16
1.1
0.95
0.89
2.12
1
0.0
1.05
1
1.07
1
2.12
离O点距离/cm
线圈1U/mv
线圈1U/u
线圈2U/mv
线圈2U/u
双线圈U/mv
双线圈U/u
-9.0
1.25
1.19
0.32
0.3
1.56
0.74
-8.0
1.35
1.29
0.35
0.33
1.71
0.81
-7.0
1.43
1.36
0.41
0.38
1.84
0.87
-6.0
1.47
1.4
0.47
0.44
1.95
【实验原理】
1、载流圆线轴线上的磁场分布
设圆线圈的半径为R,匝数为N,在通以电流I时,则线圈轴线上的一点P的磁感应强度B等于
B= (16-1)
式中 为真空磁导率,x为P点坐标,原点在线圈中心。线圈轴上磁场B与x的关系,如图16-1所示。
2、亥姆霍兹线圈轴线上的磁场分布
亥姆霍兹线圈是由一对半径R、匝数N均相同的圆线圈组成,二线圈彼此平行而且共轴,线圈间距离正好等于半径R。如图16-2所示,坐标原点取在二线圈中心连线的中点O.
1﹑按照电路图将其中一个线圈串联入电路。
2﹑闭合电源开关,调节电源,尽可能使U比较大,最后固定一个U。
3﹑取好坐标,沿轴线方向每隔两个小孔取一个孔,用探测线圈在选中的孔中测一下U(转动探测线圈,使它所在的位置使多用表的读数最大),记下此时小孔的坐标和多用电表读数,取8组数据。
4﹑改变电流方向,重复步骤3。
给二线圈通以同方向、同大小的电流I,它们对轴上任一点P产生的磁场的方向将一致。A线圈对P点的磁感应强度 等于
= (16-2)
B线圈对P点的磁感应强度 等于
= (16-3)
详细请查阅实验书(2),页码:
(由于实验书与实验室的仪器有区别,请适当选择原理写于实验报告)
实验内容
【实验方案设计】(测量及调节方法)
5﹑改变电流方向,重复步骤4。
6﹑按照电路图将另一个线圈串联入电路。
7﹑重复步骤3﹑4﹑5
8﹑按照电路图将两个线圈并联起来,使两个线圈产生的磁场是同向的。
9﹑重复步骤4﹑5
10﹑将电流,电压调至最小,关闭电源。
【数据表格】(画出数据表格,写明物理量和单位)
激励电流I=20.0mA频率=120.0Hz
0.91
7.0
0.41
0.39
1.43
1.34
1.82
0.86
8.0
0.36
0.34
1.35
1.26
1.68
0.79
9.0
0.31
0.3
1.24
1.16
1.53
0.72
【数据处理及结果】
【讨论】
实验操作都很简单,但是要控制好激励电流和频率的固定不变.另外是选取零点,一般取在两圆线圈中间,线圈与零点距离可直接读出,也可取在两线圈左右,只是做出U/u—x图象不形成对称图形。
1
1.00.930.89 Nhomakorabea1.19
1.11
2.13
1.01
2.0
0.82
0.78
1.3
1.21
2.12
1
3.0
0.71
0.68
1.4
1.31
2.11
1
4.0
0.62
0.59
1.46
1.36
2.08
0.98
5.0
0.54
0.51
1.49
1.39
2.03
0.96
6.0
0.46
0.44
1.49
1.4
1.93
5﹑按照电路图将两个线圈并联起来,使两个线圈产生的磁场是同向的。
6﹑取好坐标,沿轴线方向每隔两个小孔取一个小孔,用探测线圈在选中的位置中测一下U(转动探测线圈,使它所在的位置使多用表的读数最大),记下此时小孔的坐标和多用电表读数,取8组数据。
【实验过程】(应包括主要实验步骤、观察到的现象、变化的规律以及相应的解释等)