感应法测量螺线管内磁场pdf

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感应法测量螺线管内磁场

[实验目的]

1.了解用交变感应法测量磁场的原理。

2.学会测量交变磁场的一种方法。

3.学会使用低频信号发生器和晶体管毫伏表。

[实验仪器]

螺线管磁场测试仪、低频信号发生器、晶体管毫伏表、旋转式电阻箱

[实验原理]

电流的周围存在磁场。稳恒电流产生的磁场是不变的，而交变电流产生的磁场则是随时间发生变化的。当载流导线中通以交变电流时，其周围的空间将产生交变磁场。如果在欲测磁场的位置安放一小探测线圈，则因通过它的磁通量发生变化，探测线圈将产生感应电动势。如果使交变电流的频率较低，则探测回路的感抗也很小，这时探测回路的阻抗可近似为探测线圈的电阻。测量出探测线圈的感应电动势的大小，就可以确定该处磁场的大小和方向。因此，感应法测磁场的核心是设计一个长度L和外径d比值合理的圆柱形探测线圈，使得探测线圈内的平均磁感应强度等于中心点的磁感应强度，保证感应电动势的大小仅由此线圈中心磁感应强度的变化来决定。

Be=εe nS cosθ

εeo

nS 式中Be为有效值。当θ=0时，则 Beo=

Beo=或 εeo （1） 2πfnS

图1 实验电路 可从低频信号发生器上读出。其中f为交变电流频率，

式中各量单位：εeo─伏特，f─赫兹，S─米2，Beo

─特斯拉。实际测量中，只要在待测点旋转线圈T，电压表能读出最大值即为εe。 理论磁场Bx理 LL +xx μIN =+ （2） 222L L L 22 x +ro +x +ro 2 2

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[实验内容]

利用低频信号发生器作为低频低压交流电源E，用晶体管毫伏表测出探测线圈的感应电动势，求出长直螺线管轴线上的磁场分布情况。

[实验操作要领]

1．按图1联接电路。图中E为低频信号发生器，○V为晶体管毫伏表，L为长直螺线管，R用多值电阻箱。将信号发生器各旋钮和晶体管毫伏表量程调到适当位置，接通电源，预热15分钟后开始测量。

2．将开关K倒向1，调节信号发生器，将“频率范围”开关拔到所需范围档，转动盘旋钮，使所需的频率对准指针即可。旋动“输出调节”可以改变螺线管中的电流Ie，测定（或记录）电阻R的值，则由毫伏表的读数εe可算出电流Ie=εeRR。为了保持磁场稳定，必须随时监测电流Ie，即使εeR保持不变。

3．将开关K倒向2，毫伏表量程开关旋到10mV（或30mV）档（由于毫伏表内阻很大，测出的电压有效值可近似看作是探测线圈中的感生电动势）。移动探测线圈于螺线管的中心点O处。读出毫伏表的指示最大值εeo，将测得εeo代入式（1）算出O点的磁感应强度Beo的大小。同样，将探测线圈移置不同的位置，读出相应的εex，根据式（3）就可算出相应点的Bex，即

Bex=

εex （3） 2πfNS

[数据记录及处理]

1．记录有关参数：n=______；S=______；f=______；R=_____；Ie=______

2．记录表格（自拟）。

3．在同一坐标纸上以X为横轴，Bx为纵轴，作出Bxm x和Bx理 x曲线。比较分析产生误差的原因。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/miq1.html