亥姆霍兹线圈磁场南昌大学物理实验.docx
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亥姆霍兹线圈磁场南昌大学物理实验
亥姆霍兹线圈磁场--南昌大学-物理实验
南昌大学物理实验报告
课程名称:
普通物理实验
(1)
实验名称:
亥姆霍兹线圈磁场
学院:
理学院专业班级:
应用物理学152班
学生姓名:
学号:
实验地点:
基础实验大楼B212座位号:
26
实验时间:
第七周星期四上午十点开始
一、实验目的:
1.学习和掌握霍尔效应原理测量磁场的方法。
2.测量载流圆线圈和亥姆霍兹线圈轴线上的磁场分布。
四、实验内容和步骤:
1.测量圆电流线圈轴线上磁场的分布
(1)仪器使用前,请先开机预热5min接好电路,调零.
(2)调节磁场实验仪的输出功率,使励磁电流有效值为I=200mA,以圆电流线圈中心为坐标原点,每隔10.0mm测一个
值,测量过程中注意保持励磁电流值不变,记录数据并作出磁场分布曲线图.
2.测量亥姆霍兹线圈轴线上磁场的分布
(1)关掉电源,把磁场实验仪的两组线圈串联起来(注意极性不要接反),接到磁场测试仪的输出端钮,调零.
(2)调节磁场测试仪的输出功率,使励磁电流有效值仍为I=200mA,以两个圆线圈轴线上的中心点为坐标原点,每隔10.0mm测一个
值.记录数据并作出磁场分布曲线图.
五、实验数据与处理:
1.圆电流线圈轴线上磁场分布的测量数据(注意坐标原点设在圆心处,要求列表记录,表格中包括测点位置,并在表格中表示出各测点对应的理论值),在坐标纸上画出实验曲线。
Bmax时,记录x
53.0mm
x/mm
0
10
20
30
40
50
△x/mm
-53
-43
-33
-23
-13
-3
Bm/mT
测量值
0.419
0.462
0.502
0.536
0.555
0.564
Bm/mT
标准值
0.425
0.474
0.519
0.557
0.584
0.597
Bm/mT
误差值
0.006
0.012
0.017
0.021
0.029
0.033
x/mm
60
70
80
90
100
110
△x/mm
7
17
27
37
47
57
Bm/mT
测量值
0.556
0.533
0.500
0.460
0.415
0.368
Bm/mT
标准值
0.594
0.575
0.544
0.502
0.455
0.406
Bm/mT
误差值
0.038
0.042
0.044
0.038
0.040
0.038
根据实验数据可得图像:
2.亥姆霍兹线圈磁场轴线上的磁场分布的测量数据记录(注意坐标原点设在两个线圈圆心连线的中点O处),在坐标纸上画出实验曲线。
x/mm
110
100
90
80
70
60
Bm/mT
实验值
0.490
0.550
0.612
0.668
0.723
0.770
x/mm
50
40
30
20
10
0
Bm/mT
实验值
0.807
0.831
0.845
0.853
0.854
0.855
x/mm
-10
-20
-30
-40
-50
-60
Bm/mT
实验值
0.853
0.851
0.845
0.833
0.810
0.778
x/mm
-70
-80
-90
-100
-110
Bm/mT
实验值
0.732
0.682
0.624
0.564
0.502
根据数据可得图像为:
六、误差分析:
1.系统误差:
1)线圈的半径不准;
2)刻度尺的刻度不准;
3)电流在实验过程中略微变小。
2.偶然误差:
1)周围环境的变化引起磁场的变化;
2)读数时的误差;
3)仪器显示示数变化较快,单线圈环心的刻度读取错误;
七、思考题:
1.单线圈轴线上磁场的分布规律如何?
亥姆霍兹线圈是怎样组成的?
其基本条件有哪些?
它的磁场分布特点又怎样?
1)单线圈轴线上磁场的分布规律:
单线圈轴线上磁场方向垂直于线圈平面,方向用右手螺旋定则判断,大小B=μ0IR2/2(R2+x2)3/2越靠近圆心B越大。
2)亥姆霍兹线圈的组成:
亥姆霍兹线圈由两个半径和匝数完全相同的线圈组成,两线圈彼此平行且共轴,串接而成,间距等于半径R,通以同方向电流I。
3)亥姆霍兹线圈的基本条件:
两个圆形线圈之间的平均距离d恰好等于圆形线圈的平均半径R。
4)亥姆霍兹线圈的磁场分布特点:
能够在较大空间内能产生高度均匀的磁场。
2.分析用霍尔效应测量磁场时,当流过线圈中的电流为零时,显示的磁场值不为零?
因为地磁场和环境磁场的存在。
3.分析圆电流磁场分布的理论值与实验值的误差产生的原因?
1)连接导线产生的磁场;
2)环境磁场的变化;
3)读数时示数在不断地波动,造成误差;
4)环心的刻度读数有误差;
八、附上原始数据:
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- 特殊限制:
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- 关 键 词:
- 亥姆霍兹线圈 磁场 南昌大学 物理 实验