截面积为 S 13 D2， 100 rad s1 .
108
4.螺线管轴线上磁感应强度的理论计算
根据毕奥—萨伐尔定律，螺线管线圈轴线上任一点的磁
感应强度
B0

0 2
nI (c os 2
cos1)
螺线管线圈中心磁感应强度（
）
图3
B0

0 2
nI(cos2
cos1)
Hale Waihona Puke (2,4 )(3,5 )(3,6 )
Um(mv)
坐标点
(4,0 )
(4,1 )
(4,2 )
(4,3 )
(4,4 )
(2,5 )
(4,6 )
(5,0 )
(5,1 )
(5,2 )
(5,3 )
(5,4 )
(5,5 )
(5,6 )
Um(mv)
五、数据处理 六、注意事项
2.磁感应强度B的大小和方向确定
如图1所示，若线圈的横截面积为 S ，匝数为N，置于
载流螺线管产生的待测交变磁场B中，线圈平面的法线 n与 磁感应强度B的夹角为 ，则通过该线圈的磁通量：
m NSB cos
设磁感应强度B随时间按正弦规律变化，即
B B0 sin t
则磁通量也随时间按正弦规律变化，即
当直螺线管通过电流时，在螺线管内就会产生 磁场。如果通过的电流是交变电流，则产生的磁场就 是交变磁场。
交变磁场的测量可以用探测线圈和交流数字毫伏 表组成的闭合回路进行测量。将探测线圈置于被测的 磁场中，则根据法拉第电磁感应定律，通过探测线圈 的交变磁通在回路中会感应出电动势。因此测量此感 生电动势的大小，就可计算出相应磁感应强度的大小 和方向。

0 2
nI cos2

0 2
n
lI l2 (D)2
2
磁感应强度的有效值为
BOE

0 2
n
l 2 IE
l2 (D) 2
0 n
2
l
VE
2
l2 (D)
R
2
三、实验设备
四、实验内容
BE

EM NS

2U m
NS
理论值
BOE

0
2
n
l
VE
2
l2 (D)
R
2
实验值
BE
实验项目：磁场的测量与描绘
大学物理实验中心
Fundamental physics experiment
一、实验目的
学习交变磁场的测量原理和方法； 学习用探测线圈测量交变磁场中各点的磁感应
强度； 了解螺线管周围磁场的分布及描述方法； 加深理解磁场和电流的相互关系。
二、实验原理
1. 交变磁场的测量原理
m NS cosB0 sin t
图1
由法拉第电磁感应定律可知，探测线圈中产生的感应电动势为：


d
dt

NS cosB0
cost
感应电动势可用高内阻交流毫伏表测得，但交流毫伏 表显示的是电压有效值，而不是瞬时值，因此测得的感应 电动势读数是有效值或称均方根值，对上式取有效值得：
E NS cosBE
其中， 为探测线圈所在位置的磁感应强度。
探测线圈中的感应电动势与线圈放在磁场中的位置有关:
BE

EM NS

2U m
NS
因此，可以慢慢转动探测线圈的方位，使交流毫伏表
指示为0,此时该点磁场的方向在与线圈法线垂直的方向上。
3.探测线圈的设计
本实验所选线圈规格：外径D=16mm，匝数N=800匝，横

EM NS

2U m
NS
线圈规格：外径D =16mm，匝数N =800匝，横截面积
为 S 13 D2 ， 100 rad s1.
108
坐标点
(2,0 )
(2,1 )
(2,2 )
(2,3 )
(2,4 )
(2,5 )
(2,6 )
(3,0 )
(3,1 )
(3,2 )
(3,3 )