實驗21 非均勻磁場的測量 (詳)

1、實驗21非均勻磁場的測量一、實驗目的（1）掌握感應法測量磁場的原理（2）測量赫姆霍茲線圈軸線上的磁場強度分布，并畫出一條磁力線。二、實驗原理磁場的的測量方法有很多，具體采用什么方法決定于被測磁場的類型和強弱。本實驗中，我們采用感應法測量非均勻磁場，如圖1所示。這種方法是以電磁感應定律為基礎的：=當導線中通有變化的電流，其周圍會產(chǎn)生變化的磁場。處在變化磁場中的閉合電路，由于通過它的磁通量發(fā)生變化，回路中會有感應電動勢產(chǎn)生。通過測量感應電動

2、勢的的大小便可測出磁場的量值。磁場是矢量場，在測量磁場時既要測出其大小，還要測出其方向，但實際中，只能測出一小區(qū)域中的平均值，很難測出磁感應強度的矢量。若假定有一均勻的交變磁場：公式（1）式中，=sin是磁感應強度的峰值；為角頻率。置于磁場中探測線圈T(線圈的面積為，共有匝)的法線n與之間的夾角為，如圖1所示。則通過的總磁通量為公式（2）=?=sincos由于磁場是交變的，在線圈中會會出現(xiàn)感應電動勢：圈做的足夠小，但這樣會降低測量的靈敏

3、度。為了解決這一矛盾，可設計出一種特殊尺寸的圓柱形探測線圈(外徑為D內(nèi)徑為13D長度為L=23D并選擇線圈體積適當小)，測得的T平面內(nèi)的平均磁場與探測線圈的幾何中心點的磁場相等。這種探測線圈T有效面積為：=131082代入公式（6）可計算出線圈幾何中心處的磁感應強度的絕對值公式(7)=2=2108132式中，的單位為伏特的單位為特斯拉（T）；為交=2變場頻率（N為探測線圈的匝數(shù)；D為探測線圈的外徑。=50)三、實驗儀器CCY型磁場測繪儀