1、沈陽城市學院物理實驗報告實驗題目磁場分布測量姓 名學 號專業班級實驗室號實驗成績指導教師實驗時間年 月 日物理實驗室制· 實驗目的1.學習測量載流圓線圈的磁場分布。2.了解亥姆霍茲線圈磁場分布的特點。3.驗證矢量迭加原理。· 實驗儀器名稱型號三維亥姆霍茲線圈磁場實驗儀FB520型請認真填寫實驗原理（注意：原理圖、測試公式）1載流圓線圈與亥姆霍茲線圈的磁場 （1）載流圓線圈磁場根據畢奧-薩伐爾定律一半徑為，通以直流電流的圓線圈，其軸線上離圓線圈中心距離為米處的磁感應強度的表達式為: （1）式中為圓線圈的匝數，為軸上某一點到圓心的距離， 磁場的分布圖如圖1所示，是一條單峰的關于

2、軸對稱的曲線。 （2）亥姆霍茲線圈 兩個完全相同的圓線圈彼此平行且共軸，通以同方向電流，線圈間距等于線圈半徑(即)時，從磁感應強度分布曲線可以看出，（理論計算也可以證明）：兩線圈合磁場在中心軸線上（兩線圈圓心連線）附近較大范圍內是均勻的，這樣的一對線圈稱為亥姆霍茲線圈，如圖2所示。從分布曲線可以看出，在兩線圈中心連線一段，出現一個平臺，這說明該處是勻強磁場。 根據霍爾效應可以知道，當霍爾探頭放入磁場中時，由于運動電荷受到洛倫茲力作用，電流方向會發生偏離，在某兩個端面之間產生的電勢差，通過電勢差的大小就可以測量磁場的大小。當亥姆霍茲線圈兩線圈通有方向一致的電流時，兩線圈形成的磁場方向也一致，兩線

3、圈之間就形成均勻磁場，霍爾探頭在該區域運動時其測量的數值幾乎不變。當然兩線圈通上相反方向電流，則其間的磁場可以互相抵消為零。實驗內容及步驟1.用連接線將勵磁電流 輸出端連接到圓線圈1，霍爾傳感器探頭的信號線連接到測試架后面板的專用四芯插座。2.開機,在線圈磁場強度等于零的條件下，把特斯拉計調零，這樣特斯拉計就校準好了3.調節勵磁電流I=500mA ，把開光調到0極，調節電壓為零，把開關調到+極，移動X方向導軌滑塊,以10mm 為間隔距離測量單個線圈通電時軸線上從15到-15各點的磁感應強度，將數據記下4.把開關調到0，調節電壓為零，再把開關開到負極，測量單個線圈通電時軸線上從15到-15各點的

4、磁感應強度，將數據記下5.同理測量線圈2和線圈1加線圈2· 實驗數據記錄（注意：單位、有效數字、列表）表一 載流圓線圈(1)軸線上磁場分布的數據記錄(設亥姆霍茲線圈中間為坐標原點)軸向坐標X（m）磁感應強度B實（uT）平均值B1距圓線（1）中心距離（m）理論值百分誤差+Im-Im0.1546-4264360.1444.06 -1.82%0.14518-497507.50.09515.79 -1.61%0.13603-5815920.08598.03 -1.01%0.12693-676684.50.07690.57 -0.88%0.11795-772783.50.06791.92 -1

5、.06%0.1904-8868950.05898.72 -0.41%0.091014-99410040.041005.32 -0.13%0.081115-109711060.031103.70 0.21%0.071197-117511860.021184.24 0.15%0.061255-12381246.50.011237.39 0.74%0.051277-1259126801256.00 0.96%0.041258-12411249.5-0.011237.39 0.98%0.031205-11871196-0.021184.24 0.99%0.021120-11001110-0.03110

6、3.70 0.57%0.011025-9991012-0.041005.32 0.66%0912-889900.5-0.05898.72 0.20%-0.01810-782796-0.06791.92 0.52%-0.02708-680694-0.07690.57 0.50%-0.03611-588599.5-0.08598.03 0.25%-0.04530-509519.5-0.09515.79 0.72%-0.05457-438447.5-0.1444.06 0.77%-0.06397-376386.5-0.11382.30 1.10%-0.07342-323332.5-0.12329.5

7、4 0.90%-0.08299-279289-0.13284.68 1.52%-0.09261-240250.5-0.14246.63 1.57%-0.1228-209218.5-0.15214.37 1.93%-0.11200-182191-0.16186.99 2.15%-0.12174-158166-0.17163.71 1.40%-0.13154-137145.5-0.18143.86 1.14%-0.14138-122130-0.19126.89 2.45%-0.15122-110116-0.2112.34 3.26%表二 載流圓線圈(2)軸線上磁場分布的數據記錄(設亥姆霍茲線圈中間

8、為坐標原點)軸向坐標X（m）磁感應強度B（uT）平均值B2距圓線（2）中心距離（m）理論值百分誤差+Im-Im0.15113-991060.2112.34 -5.64%0.14126-1161210.19126.89 -4.64%0.13144-133138.50.18143.86 -3.73%0.12163-1531580.17163.71 -3.49%0.1115-174179.50.16186.99 -4.00%0.1213-200206.50.15214.37 -3.67%0.09244-2262350.14246.63 -4.72%0.08275-268271.50.13284.68

9、 -4.63%0.07320-3143170.12329.54 -3.80%0.06375-364369.50.11382.30 -3.35%0.05436-427431.50.1444.06 -2.83%0.04508-4965020.09515.79 -2.67%0.03585-578581.50.08598.03 -2.76%0.02678-6766770.07690.57 -1.97%0.01780-777778.50.06791.92 -1.6905898.72 -0.97%-0.011007-9961001.50.041005.32 -0.38%-0.0

10、21114-110611100.031103.70 0.57%-0.031201-119111960.021184.24 0.99%-0.041270-12511260.50.011237.39 1.87%-0.051298-1284129101256.00 2.79%-0.061280-12721276-0.011237.39 3.12%-0.071227-12171222-0.021184.24 3.19%-0.081147-11361141.5-0.031103.70 3.43%-0.091048-10301039-0.041005.32 3.35%-0.1932-918925-0.05

11、898.72 2.92%-0.11822-803812.5-0.06791.92 2.60%-0.12715-705710-0.07690.57 2.81%-0.13624-606615-0.08598.03 2.84%-0.14538-524531-0.09515.79 2.95%-0.15462-452457-0.1444.06 2.91%表三 亥姆霍茲線圈軸線上磁場分布的數據記錄(設亥姆霍茲線圈中間為坐標原點)軸向坐標X（m）磁感應強度B（uT）平均值距亥姆霍茲線圈中心距離（m）B1+B2百分誤差+Im-Im0.15559-548553.50.155422.12%0.14648-6336

12、40.50.14628.5.91%0.13747-7377420.13730.51.57%0.12855-850852.50.12842.51.19%0.11980-973976.50.119631.40%0.11112-11131112.50.11101.51.00%0.091254-125612550.0912391.29%0.081386-138813870.081377.50.69%0.071516-152015180.0715031.00%0.061624-162416240.0616160.50%0.051706-170617060.051699.50.38%0.041758-17

13、551756.50.041751.50.29%0.031783-17801781.50.031777.50.23%0.021793-17881790.50.0217870.20%0.011796-179017930.011790.50.14%01799-17921795.501790.50.28%-0.011802-17981800-0.011797.50.14%-0.021808-18031805.5-0.0218040.08%-0.031805-18011803-0.031795.50.42%-0.041787-17801783.5-0.0417800.20%-0.051743-17361

14、739.5-0.051738.50.06%-0.061664-16591661.5-0.061662.5-0.06%-0.071556-15551555.5-0.071554.50.06%-0.081427-14271427-0.081430.5-0.24%-0.091291-12831287-0.091289.5-0.19%-0.11144-11401142-0.11143.5-0.13%-0.111005-9991002-0.111003.5-0.15%-0.12875-872873.5-0.12876-0.29%-0.13762-760761-0.13760.50.07%-0.14661-657659-0.14661-0.30%-0.15570-569569.5-0