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建环2班 2002013201 曾子辕 2004.5.18

磁场分布测量

实验目的：

（1） （2） （3） （4）

学习电磁感应发测磁场的原理

学习用探测线圈测量载流线圈的磁场的方法 验证矢量叠加原理

了解亥姆霍兹线圈磁场的特点

实验原理：

导线中通以变化电流时，周围空间产生变化磁场，处于其中的闭合回路将会有感应电动势产生，通过测量此电动势大小就可以计算出磁场的量值。 mV 当交流数字电压标内阻远大于探测线

? 圈的电阻时，其读数U有：

n U?erms?NS?Bcos?即可得： B?108Umax 2226N?fd0

T

实验步骤：

（1） 分别测量两个单个圆线圈通电流时沿轴线方向的磁场分布，并测出轴外M点的

磁感应强度的大小和方向。按矢量叠加原理算出合磁场。再将两个圆线圈串接起来，测量沿轴线上各点的磁场分布，并测出轴外M点的磁场大小和方向。

（2） 测量亥姆霍兹线圈轴线附近的磁场分布情况。除已测得的轴上各点的磁场外，

再在轴线中点附近两侧各测若干点的磁感应强度大小和方向。

（3） 线圈I单独通电时，测量线圈平面内中心O点和边缘Q点的磁感应强度的大小

和方向。

建环2班 2002013201 曾子辕 2004.5.18

数据处理：

探测线圈N=4200 Rs=2.86? Rs I=14.31mV d0=1.20cm 源线圈 R=10.9cm N0=500

f=400Hz

x=0.01

S? 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 M Umax/mV 7.5 7.4 7.1 6.61 6.04 5.34 4.7 4 3.54 2.93 2.44 1.96 8.83 13?d02?5.445?10?5m2 108II通电 I、II串联 I通电 B/mT 0.013048 0.012874 0.012352 0.011499 0.010508 0.00929 0.008177 0.006959 0.006159 0.005097 0.004245 0.00341 0.015362 ? 2 1 Umax 1.97 2.37 2.86 3.4 4.02 4.7 5.4 6.05 6.62 7.12 7.46 7.6 B 0.003427 0.004123 0.004976 0.005915 0.006994 0.008177 0.009394 0.010525 0.011517 0.012387 0.012978 0.013222 0.005567 ? Umax 10.29 11.26 11.47 11.56 11.64 11.65 11.67 11.69 11.74 11.62 11.4 11.02 12.07 B 0.018998 0.019589 0.019954 0.020111 0.02025 0.020268 0.020302 0.020337 0.020424 0.020215 0.019833 0.019172 0.020998 ? 1 30 2 8 22 3.23 亥姆霍兹线圈磁场分布（中心为点6，标值为探测线圈电压mV）： 11.69 11.71 11.70 11.68 11.67 11.70 单线圈通电时磁场与理论值对比（B单位为T） x(cm) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 I线圈偏差% 9.459325422 9.536311647 9.923414649 10.96686201 11.870142 14.15245993 15.60837634 18.94315116 18.43456556 22.8570187 26.38038461 32.14841867

I线圈通电时 1.30478E-05 1.28739E-05 1.23519E-05 1.14995E-05 1.05078E-05 9.29005E-06 8.17664E-06 6.95884E-06 6.15857E-06 5.09735E-06 4.24489E-06 3.40983E-06 理论值 1.4411E-05 1.4231E-05 1.37127E-05 1.2916E-05 1.19231E-05 1.08216E-05 9.68892E-06 8.58514E-06 7.55047E-06 6.60767E-06 5.76598E-06 5.02543E-06 II线圈通电时 1.32218E-05 1.29782E-05 1.23867E-05 1.15169E-05 1.05252E-05 9.39443E-06 8.17664E-06 6.99363E-06 5.91501E-06 4.97557E-06 4.12311E-06 3.42723E-06

II线圈偏差% 8.252116428 8.802822282 9.669677789 10.8321674 11.72423164 13.18788082 15.60837634 18.53786692 21.66031721 24.70002508 28.49242276 31.80223713

建环2班 2002013201 曾子辕 2004.5.18

0.0000160.0000140.000012理论磁场分布理论磁场分布磁感应强度0.000010.0000080.0000060.0000040.000002000.010.020.030.040.050.060.070.080.090.10.11距离轴线起点距离实测磁场分布I线圈0.0000140.0000120.000010.0000080.0000060.0000040.0000020磁感应强度I线圈磁场分布001020304050607080910.0.0.0.0.0.0.0.0.0.距离轴线起点距离II线圈磁场分布0.0000140.0000120.000010.0000080.0000060.0000040.0000020001020304050607080.0.0.0.0.0.0.0.II线圈磁场分布磁感应强度0910.0.距离轴线起点距离0.110.11