热学实验仪

霍尔效应和霍尔法测量磁场

DH4512系列霍尔效应实验仪

（实验讲义）

使 用 说 明 书

杭州大华科教仪器研究所 杭州大华仪器制造有限公司

DH4512系列 霍尔效应实验仪使用说明

一、概 述

DH4512系列霍尔效应实验仪用于研究霍尔效应产生的原理及其测量方法，通过施加磁场,可以测出霍尔电压并计算它的灵敏度，以及可以通过测得的灵敏度来计算线圈附近各点的磁场。

DH4512采用双个圆线圈产生实验所需要的磁场（对应实验一内容）； DH4512B型采用螺线管产生磁场（对应实验一、实验二的内容）； DH4512A组合了DH4512和DH4512B的功能，含有一个双线圈、一个螺线管和一个测试仪。

图1-1 DH4512 霍尔效应双线圈实验架平面图

图1-2 DH4512 霍尔效应螺线管实验架平面图

1

二、仪器构成

DH4512型霍尔效应实验仪由实验架和测试仪二个部分组成。图1-1为DH4512型霍尔效应双线圈实验架平面图，图1-2为DH4512型霍尔效应螺线管实验架平面图；图1-3为DH4512型霍尔效应测试仪面板图。

图1-3 DH4512系列霍尔效应测试仪面板

三、主要技术性能

1、环境适应性：工作温度 10～35

霍尔效应和霍尔法测量磁场

DH4512系列霍尔效应实验仪

（实验讲义）

使 用 说 明 书

杭州大华科教仪器研究所 杭州大华仪器制造有限公司

DH4512系列 霍尔效应实验仪使用说明

一、概 述

DH4512系列霍尔效应实验仪用于研究霍尔效应产生的原理及其测量方法，通过施加磁场,可以测出霍尔电压并计算它的灵敏度，以及可以通过测得的灵敏度来计算线圈附近各点的磁场。

DH4512采用双个圆线圈产生实验所需要的磁场（对应实验一内容）； DH4512B型采用螺线管产生磁场（对应实验一、实验二的内容）； DH4512A组合了DH4512和DH4512B的功能，含有一个双线圈、一个螺线管和一个测试仪。

图1-1 DH4512 霍尔效应双线圈实验架平面图

图1-2 DH4512 霍尔效应螺线管实验架平面图

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二、仪器构成

DH4512型霍尔效应实验仪由实验架和测试仪二个部分组成。图1-1为DH4512型霍尔效应双线圈实验架平面图，图1-2为DH4512型霍尔效应螺线管实验架平面图；图1-3为DH4512型霍尔效应测试仪面板图。

图1-3 DH4512系列霍尔效应测试仪面板

三、主要技术性能

1、环境适应性：工作温度 10～35

编码：

山东省第四届大学生物理科技创新大赛

研究报告

作品名称： 基于亥姆霍兹线圈的磁聚焦现象综合实验仪

学校全称： 山东科技大学

申报者姓名： 林潇 孙博鹏 孙正

指导教师： 张鲁殷 彭延东 类别：

□实验方法研究（A类）

√自制实验教学仪器（B

类）

□物理量智能化测量技术（C类） □实验模拟与仿真（D类） □实物类（E类）

摘要：

磁聚焦原理在很多电真空器件（特别是电子显微镜）中的应用都很广泛。当前传统的磁聚焦现象演示仪的匀强磁场是通过长直螺线管产生的，只能观看聚焦光斑大小。此仪器通过亥姆霍兹线圈来产生匀强磁场，将封闭式匀强磁场改为开放式，使之能观看粒子的运动径迹。同时还能进行其他的重要学习实验，如测量带电粒子的荷质比（磁聚焦法）、演示带电粒子在磁场中的螺旋运动、李萨茹合成图形观看等。本实验仪器旨在通过于磁聚焦现象的演示和实验，加强学生对运动电荷在磁场中受到洛伦兹力和磁场对电子的聚焦作用原理、过程的理解和掌握。

关键词：磁聚焦现象；亥姆霍兹线圈；匀强磁场；洛伦

实验6—8 用磁阻传感器测量地磁场

地磁场的数值比较小，约10T量级，但在直流磁场测量，特别是弱磁场测量中，往往需要知道其数值，并设法消除其影响，地磁场作为一种天然磁源，在军事、工业、医学、探矿等科研中也有着重要用途。本实验采用新型坡莫合金磁阻传感器测定地磁场磁感应强度及地磁场磁感应强度的水平分量和垂直分量；测量地磁场的磁倾角，从而掌握磁阻传感器的特性及测量地磁场的一种重要方法。由于磁阻传感器体积小，灵敏度高、易安装，因而在弱磁场测量方面有广泛应用前景。 【实验目的】

1. 掌握磁阻传感器的特性。 2. 掌握地磁场的测量方法。 【实验原理】

物质在磁场中电阻率发生变化的现象称为磁阻效应。对于铁、钴、镍及其合金等磁性金属，当外加磁场平行于磁体内部磁化方向时，电阻几乎不随外加磁场变化；当外加磁场偏离金属的内部磁化方向时，此类金属的电阻减小，这就是强磁金属的各向异性磁阻效应。

HMC1021Z型磁阻传感器由长而薄的坡莫合金(铁镍合金)制成一维磁阻微电路集成芯片(二维和三维磁阻传感器可以测量二维或三维磁场)。它利用通常的半导体工艺，将铁镍合金薄膜附着在硅片上，如图6-8-1所示。薄膜的电阻率?(?)依赖于磁化强度M和电流I方向间的夹角?，具有以下关

现代物理实验电磁学实验指导

实验6—8 用磁阻传感器测量地磁场

地磁场的数值比较小，约10T量级，但在直流磁场测量，特别是弱磁场测量中，往往需要知道其数值，并设法消除其影响，地磁场作为一种天然磁源，在军事、工业、医学、探矿等科研中也有着重要用途。本实验采用新型坡莫合金磁阻传感器测定地磁场磁感应强度及地磁场磁感应强度的水平分量和垂直分量；测量地磁场的磁倾角，从而掌握磁阻传感器的特性及测量地磁场的一种重要方法。由于磁阻传感器体积小，灵敏度高、易安装，因而在弱磁场测量方面有广泛应用前景。 【实验目的】

1. 掌握磁阻传感器的特性。 2. 掌握地磁场的测量方法。 【实验原理】

物质在磁场中电阻率发生变化的现象称为磁阻效应。对于铁、钴、镍及其合金等磁性金属，当外加磁场平行于磁体内部磁化方向时，电阻几乎不随外加磁场变化；当外加磁场偏离金属的内部磁化方向时，此类金属的电阻减小，这就是强磁金属的各向异性磁阻效应。

HMC1021Z型磁阻传感器由长而薄的坡莫合金(铁镍合金)制成一维磁阻微电路集成芯片(二维和三维磁阻传感器可以测量二维或三维磁场)。它利用通常的半导体工艺，将铁镍合金薄膜附着在硅片上，如图6-8-1所示。薄膜的电阻率 ( )依赖于磁化强度M和电流I方向间的

数字万用表设计性实验

一、实验内容：

1）制作量程200mA的微安表（表头）； 2）设计制作多量程直流电压表； 3）设计制作多量程直流电流表；

二、实验仪器：

WS-I数字万用表设计性实验仪 三位半数字万用表

三、实验原理

1.数字万用表的组成

数字万用表的组成见图1。

过压过流保护 分压器 交流直流变换器 被测量输入 电流 电阻 电压 直流 分流器 交流 过压过流保护 分档电阻 基准电压 模/数转换，译码驱动 小数点驱动 数字显示屏（LED或液晶）

图1 数字万用表的组成

数字万用表其核心是一个三位半数字表头，它由数字表专用A/D转换译码驱动集成电路和外围元件、LED数码管构成。该表头有7个输入端，包括2个测量电压输入端(IN+、IN-)、2个基准电压输入端(VREF+、VREF-)和3个小数点驱动输入端。

2.直流数字电压表头

“三位半数字表头”电路单元的功能:将输入的两个模拟电压转换成数字，并将两数字进行比较，将结果在显示屏上显示出来。利用这个功能，将其中的一个电压输入作为公认的基准，另一个作为待测量电压，这样就和所有量具或仪器的测量原理一样，能够对电压进行测量了。见图2。

FD-FH-Ⅰ

夫兰克—赫兹实验仪

说

明

书

上海复旦天欣科教仪器有限公司

中国 上海

FD-FH-Ⅰ型 夫兰克—赫兹实验仪

一、仪器简介

本实验仪是用于重现1914年夫兰克和赫兹进行的低能电子轰击原子的实验设备。实验充分证明原子内部能量是量子化的。学生通过实验建立原子内部能量量子化的概念，并能学习夫兰克和赫兹研究电子和原子碰撞的实验思想和实验方法。

本实验仪为一体式实验仪，设计紧凑，面板直观，功能齐全，操作方便。提供给夫兰克—赫兹管用的各组电源电压稳定，测量微电流用的放大器有很好的抗干扰能力。实验仪能够获得稳定优良的实验曲线。本实验仪实验方法多样，除实测数据外还可和示波器,X-Y记录仪，及微机连用。本实验仪适用于大专院校开设近代物理实验和普通物理实验，也可以作为原子能量量子化教学的演示实验。

二、仪器性能和面板功能

1、夫兰克—赫兹实验管

F-H管为实验仪的核心部件，F-H管采用间热式阴极、双栅极和板极的四极形式，各极均为圆筒状。这种F-H管内充氩气，玻璃封装。电性能及各电极与其他部件的连接示意图如下：

1

2、F-H管电源组

提供F-H管各电极所需的工作电压。性能如下： a．灯丝电压VF， 直流 1.3~5V，连续可

仪器使用说明

TEACHER'S GUIDE

FD-ZM-A

永磁塞曼效应实验仪

中国.上海复旦天欣科教仪器有限公司

Shanghai Fudan Tianxin Scientific_Education Instruments Co.,Ltd.

FD-ZM-A型 永磁塞曼效应实验仪

一、简介

1896年,荷兰物理学家塞曼(P.Zeeman(1865-1943))发现当光源放在足够强的磁场中时，原来的一条光谱线分裂成几条光谱线，分裂的谱线成分是偏振的，分裂的条数随能级的类别而不同，后人称此现象为塞曼效应。塞曼效应是继英国物理学家法拉第（M.Faraday(1791-1863)）1845年发现磁致旋光效应，克尔(John Kerr)1876年发现磁光克尔效应之后，发现的又一个磁光效应。

法拉第旋光效应和克尔效应的发现在当时引起了众多物理学家的兴趣。1862年法拉第出于\磁力和光波彼此有联系\的信念，曾试图探测磁场对钠黄光的作用，但因仪器精度欠佳未果。

塞曼在法拉第的信念的激励下,经过多次的失败,最后用当时分辨本领最高的罗兰凹面光栅和强大的电磁铁,终于在1896年发

专题十四——热学实验专题

1．小华同学利用图甲所示装置对适量的冰加热，他每隔相同时间记录一次温度计的示数，并观察物质的状态。图乙是他根据记录的数据绘制的温度～时间图象，根据图象回答： （1）冰属于 晶体 （选填“晶体”或“非晶体”）； （2）在BC阶段物质处于 固液共存 状态； （3）冰熔化过程所用的时间为 10 min； （4）从图乙可以推断出冰的比热容 小于 水的比热容（选填“大于”、“小于”或“等于”）。

2．如图所示是“探究水沸腾时温度变化的特点”的实验装置。

（1）小刚在组装实验装置的过程中意识到，悬挂温度计的铁杆位置很重要，铁杆位置过高或过低会直接影响实验中对 水温 的测量。 （2）小刚在实验过程中，判断水是否已经发生了沸腾的根据是： A （填“A”或“B”） A．观察到的现象 B．温度计的示数

（3）小刚完成实验后，注意到只有小强还没有完成实验，观察发现，小强没有使用烧杯盖，小刚经过分析认为，烧杯盖在本实验中的作用是 减慢水的内能的散失 ，从而缩短了实验的时间。 （4）小刚还发现，在实验装置相同和组织正确的情况下，各组完成实验的时间也不一样，他又提出了进一步缩短实验时间的两个建议：一个是减少烧杯中水的质量，二是提高烧杯中水的

实验仪器设备清单

序号 仪器名称 配置 一、产品特点： 1. 整机经不锈钢抛光处理，方便清洁； 2. 搅拌刀和杯体一体化设计，保证密闭无泄漏； 3. 全硅胶密封件，适合高温灭菌，无废弃物，无污染； 4. 转速和定时均可根据需要调节，直观可靠。 5. 采用微型大功率高速电机工作，制备供试液快速，减轻工作强度，检品适用范围大； 6. 独特的综合搅拌刀设计，匀浆均匀，实用性强； 7. 设有安全保护装置，安全可靠； 8. 采用降噪工艺进行静音处理，噪声低。 二、技术参数： 1. 电源：AC 220V/50Hz 2. 功率：65W 3. 转速：1000-20000r/min 4. 定时：10-300s 5. 匀浆杯容量：≤300ml 三、仪器配置： 1.主机一台， 2.配套不锈钢匀浆杯16套。 一、技术特点：独特的外形设计可防止出现不必要的空气湍流，从而将假阳性风险降到最低；超大液晶屏显示，运转状态指示功能，时钟功能；四档直接调速，具有转速记忆功能；可旋转角度排液槽，使用更方便；采用最新型的蠕动泵头，导管直放，装管极为方便；转轮采用四滚轮结构，运行平稳，噪音更低。二、技术参数：工作电源：AC220V/50Hz功率：90W蠕动泵转速：15～240rpm转