霍尔效应测磁感应强度实验数据

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实验7

霍尔效应测磁感应强度

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实验目的1.了解霍尔效应的物理原理。 2.掌握用磁电传感器——霍尔元件测量磁场的基本方法。 3.学习用异号法消除不等位电压产生的系统误差。 4.了解UJ-31型电位差计的结构，掌握其使用方法。

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基本要求1.霍尔效应原理。 2. UJ-31型电位差计结构、原理、使用方法。 3.用霍尔元件测量磁感应强度测量系统电路。 4.复习灵敏电流计的使用法。 5.系统误差的消除方法。

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实验原理A× B× I××××××××× B× I×××××××+++++++++ f×××××××

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实验7

霍尔效应测磁感应强度

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实验目的1.了解霍尔效应的物理原理。 2.掌握用磁电传感器——霍尔元件测量磁场的基本方法。 3.学习用异号法消除不等位电压产生的系统误差。 4.了解UJ-31型电位差计的结构，掌握其使用方法。

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基本要求1.霍尔效应原理。 2. UJ-31型电位差计结构、原理、使用方法。 3.用霍尔元件测量磁感应强度测量系统电路。 4.复习灵敏电流计的使用法。 5.系统误差的消除方法。

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实验原理A× B× I××××××××× B× I×××××××+++++++++ f×××××××

实验十一 用霍尔效应法测定螺线管轴向磁感应

强度分布

一、实验目的

1、掌握测试霍尔器件的工作特性； 2、学习用霍尔效应测量磁场的原理和方法； 3、学习用霍尔器件测绘长直螺线管的轴向磁场分布。 二、实验仪器

TH-S型螺线管磁场测定实验组合仪。

图 11-1

三、实验原理

1、霍尔效应法测量磁场原理

把一半导体薄片放在磁场中，并使片面垂直于磁场方向，如在薄片纵向端面间通以电流，那么，在薄片横向端面间就产生一电势差，这种现象叫做霍尔效应，所产生的电势差叫做霍尔电压，用以产生霍尔效应的半导体片称为霍尔元件。

霍尔效应是由于运动的电荷在磁场中受到洛伦兹力的作用而产生的，如图(11-1)所示，当电子以速率v沿X轴的反方向从霍尔元件的N端面向M端面运动时，电子所受到的沿Z轴方向、强度为B的磁场的作用力为 fB=-evB （11-1）

式中e为电子电量的绝对值。fB 为电子受到的洛伦兹力，它使电子发生偏移，从而在霍尔元件的P端面聚积起正电荷，在S端面积聚起负电荷，于是在P、S

磁感应强度：毕奥—萨伐尔定律、磁感应强度叠加原理

1．选择题

ADCAC CAADB A

2．判断题

对对错对对 对对错错

3．填空题

3?0I4?l； 0 ； 垂直纸面向里 ； ?0I4?R； y=x3； 22p′10-4T；

182p′10-5T； 垂直纸面向内 ；

?I2?0I?I?0I； 0?； 0； ?a4R2?b2?(a?b)p 在X=2的直线上 ； 0 ； 2′10-4T； 2′10-5T； ′10-6T；

6

4. 计算题

1．如图一半径为R的带电塑料圆盘，其中有一半径为r 的阴影部分均匀带正电荷，面电荷密度为??，其余部分带负电荷，面电荷密度为??，当圆盘以角速度?旋转时，测得圆盘中心O点的磁感应强度为零，问R与r满足什么关系？

解：带电圆盘的转动，可看作无数的电流圆环的磁场在O点的叠加，某一半径为?的圆环的磁场为dB??0di2?

而di??2??d????2??????d? （2分）

1?0??d? （2分） 2?dB??0???d?2??正电部分

1.下列说法中正确的是（ ）

A.磁极与电流间的相互作用是磁极的磁场和电流的电场产生的 B.磁极与电流间的相互作用是通过磁场产生的 C.电流与电流间的相互作用是通过电场产生的 D.电流与电流间的相互作用是通过磁场产生的

2.实验表明：磁体能吸引一元硬币，对这种现象解释正确的是（ ） A.硬币一定是铁做的，因为磁体能吸引铁 B.硬币一定是铝做的，应为磁体能吸引铝 C．磁体的磁性越强，能吸引的物质种类越多 D.硬币中含有磁性材料，磁化后能被吸引 3.首先发现电流磁效应的科学家是（ ） A.安培 B.奥斯特 C. 库仑 D.麦克斯韦

4.在重复奥斯特的电流磁效应实验时，为使实验方便且效果明显，通电直导线应（ ） A.平行于南北方向，位于小磁针上方 B.平行于东西方向，位于小磁针上方 C.平行于东南方向，位于小磁针下方 D.平行于西南方向，位于小磁针下方 5.下列说法正确的是（ ） A.任何磁体都有N极和S极两个磁极 B.奥斯特实验说明了电流周围存在磁场

C.通电导体之间也存在着相互作用，它们是通过电场发生作用的 D．地磁场的N极与地理的南极重合，地磁场的S极与地理的北极重合 6.关于宇宙中的天体的磁场

第十讲：磁场、磁感应强度、磁感线、磁通量 适用学科 适用区域 知识点 高中物理 全国人教版 适用年级 高中二年级 课时时长（分钟） 120 1. 认识生活中的磁现象，磁场的概念 2. 磁感应强度B、磁感线 3. 电场和磁场的区别；电场线与磁感线的区别；电场强度和磁感应强度的区别 4. 几种常见的磁场；地球的磁场；匀强磁场。 5. 右手螺旋定则判断通电螺旋管的磁场；安培定则判断通电直导线的磁场 6. 安培分子电流假说 教学目标 （一）知识与技能 1、知道磁场的基本特性是对处在它里面的磁极或电流有磁场力的作用. 2、知道磁极和磁极之间、磁极和电流之间、电流和电流之间都是通过磁场发生相互作用的。 3、理解磁感应强度B的定义，知道B的单位是特斯拉。 4、会用磁感应强度的定义式进行有关计算。 5、知道什么是磁感线。知道5种典型磁场的磁感线分布情况。 6、会用安培定则判断直线电流、环形电流和通电螺线管的磁场方向。 （二）过程与方法： 1.利用电场和磁场的类比教学，培养学生的比较推理能力。 2.由电流和磁铁都能产生磁场，提出安培分子电流假说，最后都归结为磁现1

象的电本质。 3、通过引入磁通量概念，使学生体会描述磁场规律的另一重要方法。 （三）情感、态度与

安培力磁感应强度典型例题解析

【例1】下列关于磁感应强度大小的说法中正确的是

[ ] A．通电导线受安培力大的地方磁感应强度一定大

B．磁感线的指向就是磁感应强度减小的方向

C．放在匀强磁场中各处的通电导线，受力大小和方向处处相同

D．磁感应强度的大小和方向跟放在磁场中的通电导线受力的大小和方向无关

解答：正确的应选D．

点拨：磁场中某点的磁感应强度的大小和方向由磁场本身决定，磁感应强度的大小可由磁感线的疏密来反映．安培力的大小不仅与B、I、L有关，还与导体的放法有关．

【例2】如图16－14所示，其中A、B图已知电流和其所受磁场力的方向，试在图中标出磁场方向．C、D、E图已知磁场和它对电流作用力的方向，试在图中标出电流方向或电源的正负极．

[ ]

解答：A图磁场方向垂直纸面向外；B图磁场方向在纸面内垂直F向下；C、D图电流方向均垂直于纸面向里；E图a端为电源负极．

点拨：根据左手定则，电流在磁场中受力的方向既要与磁感线垂直，还要与导线中的电流方向垂直，且垂直于磁感线与电流所决定的平面．【例3】画出图16－15中导线棒ab所受的磁场力方向．

点拨：画出正视图后，再用左手定则判定．

【例4】在水平匀强磁场中，用两根相同的细绳水平悬挂粗细均匀的直导线MN，导线

希望可以帮到您课后作业45分钟

限时：45分钟总分：100分

一、选择题(8×5′，共40分)

1．有关磁感应强度的方向，下列说法正确的是( )

A．B的方向就是小磁针N极所指的方向

B．B的方向与小磁针在任何情况下N极受力方向一致

C．B的方向就是通电导线的受力方向

D．B的方向就是该处磁场的方向

解析：磁场的方向就是磁感应强度的方向，规定为小磁针静止时N极所指方向或小磁针N极受力方向，它与通电导线所受力的方向是不一致的．

答案：BD

2．下列说法中正确的是( )

A．磁场中某一点的磁感应强度可以这样测定：把一小段通电导线放在该点时受到磁

场力F与该导线的长度L、通过的电流I乘积的比值，即B＝F

IL

B．通电导线在某点不受磁场力的作用，则该点的磁感应强度一定为零

C．磁感应强度B＝F

IL

只是定义式，它的大小取决于场源以及导线在磁场中的位置，与F、I、L以及通电导线在磁场中的方向无关

D．通电导线所受磁场力的方向就是磁场的方向

解析：根据磁感应强度的定义，通电导线应为“在磁场中垂直于磁场方向的通电导线”，只有在这个方向导线所受磁场力才最大，本题A选项未注明导线放置的方向，所以是错误的．通电导线若放置方向与电流平行时，也不受磁场力作用，所以B选项也是错误的．在磁场场源稳定的情

大学物理

6.2 磁感应强度和毕奥 萨伐尔定律6.2.1 基本磁现象 6.2.2 磁感应强度 6.2.3 毕奥 萨伐尔定律 6.2.4 用毕奥 萨伐尔定律求磁场

大学物理

6.2.1 基本磁现象磁现象一般总是与磁力有关。两个磁铁的同号磁极 互相排斥，异号磁极互相吸引。此外

大学物理

按照安培分子电流假设，磁性物质的磁性来源于物 质分子内的分子电流。 作为模型，分子电流可视为圆电流，它在磁性上相 当于小磁针，其极性用右手定则确定。

大学物理

原子由带正电的原子核和绕核转动的电子组成，电子 不仅绕核转动，而且还有自旋。分子电流就是由这些带 电粒子的运动等效形成。

大学物理

6.2.2 磁感应强度电荷产生电场，电场对带电物体有电力。 电流或运动电荷在其周围激发磁场，磁场对磁针、电 流、运动电荷施加磁力。

电力的性质用电场强度E描述 磁力的性质用磁感应 强度 B 描述。B 是矢量，不仅定义大小，还要定义方向。 定义B的方向：磁场中置于P点小磁针稳定后N极的指 向，定义为 P 点 B 的方向。

大学物理

定义B的大小：在磁场中让运动检验电荷q0以速度 v 经过 P点，测量 q0 所受磁力随电量和速度的变化。

大学物理

(1)当电荷 q0 静止时，电荷所受磁力为零； (2)当

第3节磁感应强度磁通量

【教学目的】

（1）理解磁感应强度的定义，知道它是描述磁场强度的物理量

（2）会对磁感应强度进行合成与分解

（3）理解什么是磁通量，知道其与磁感应强度的关系，并能进行磁通量的计算，能初步判断磁通量的变化情况。

【教学重点】

理解磁感应强度的意义，知道磁通量与磁感应强度的关系

【教学难点】

由于还没有学习电流所受的安培力，还不能用F=IBL来给出磁感应强度的定义式，使得学生较难将磁感应强度与电场强度进行公式上的比较；由于高中学生不理解面矢量，所以对磁通量的正负、大小与哪些量有关这一点也较难理解。

【教学媒体】

【教学安排】

【新课导入】

（1）回顾安培定则的内容

（2）归纳判定磁场方向的方法：——通过小磁针的北极在该处的受力方向判

定；通过小磁针静止时北极所指的方向来判定；通过磁感线在该处的切线方向来

判定。

（3）归纳判定磁场强弱的方法：——磁感线密集的地方磁场强；小磁针受力强的地方磁场强。

【新课内容】

1.磁感应强度：

（1）在电场中我们用电场强度来表征电场的强弱和方向；在磁场中类似的，我们也用一个物理量来表示磁场的强弱和方向。这就是磁感应强度。用符号B表示。

磁场强大的地方，磁感线密集，我们就说这里的磁感应强度比较大；反之，我们就说这里的磁感应强度比较