非均匀磁场测量实验

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1、非均匀磁场的测量常用于的测量磁场的方法：电磁感应（FARADAY效应）法霍尔效应法磁阻效应法典型仪器：磁阻传感器共振效应法典型仪器：核磁共振仪、铁磁共振仪……常见磁场强度的分布：常用的产生均匀磁场途径：长螺线管马蹄形磁铁认识亥姆霍兹线圈赫尔曼·冯·亥姆霍兹是公认的德国十九世纪最伟大的、百科全书式的科学家，他最著名的事迹包括率先提出能量守恒第一定律，发明了亥姆霍兹线圈、亥姆霍兹眼底观察镜，他还在企业家西门子的帮助下创建了德国国家标准局。亥姆霍兹线圈亥姆霍兹Helmholtz，Hermann一对匝数

2、和半径相同的共轴平行放LudwigFerdinandvon(1821—1894)置的圆线圈，两线圈间的距离等于线圈半径。RRRB22uIRuIR00B=+xRR2[Rx2++(d)]23/22[Rx2+−(d)]23/222BOX亥姆霍兹线圈主要应用：地球磁场的抵消、判定磁屏蔽效应、生物磁场的研究等。[实验目的]1.掌握感应法测磁场的原理。2.测量亥姆霍兹线圈轴线上的磁场分布。3.（选做）描绘磁场方向、磁力线。非均匀磁场的测量[实验原理]mVBθndϕε=−dtT感应法测磁场原理2Umax2×108Um

3、axBm==NSω13πNωD2Umax的单位为伏特，Bm单位为特斯拉，ω=2πf，f为交变场频率（f=50Hz），N为探测线圈匝数，D为探测线圈的外径。[实验仪器]CC-Y型磁场描绘仪CC-Y型磁场描绘仪信号源[实验仪器]探测线圈毫安表数字万用表[实验操作]线圈I探测线圈线圈II线圈线圈mA~220V信号数字源III万用表非均匀磁场的测量[实验内容]1.分别测量两个单载流线圈及亥姆霍兹线圈中心轴线上的磁场分布，作Bm（Um）~x曲线，描绘磁场的分布，验证叠加原理。要求：沿轴线每隔2cm测一个数据点，共

4、测12~15个点。2.（选做）测量亥姆霍兹线圈的均匀磁场范围，并估计这一范围的大小。（均匀范围是指差值在±5%范围内、并且方向与轴线夹角θ≤5°的那些点组成的空间。）3.（选做）测绘圆形载流线圈的磁力线，要求沿线圈径向每隔2cm标出一点，作为描绘磁力线的起始点，共描绘5~9条磁力线。[注意事项]正确连线，严禁将信号源短路！测量亥姆霍兹线圈轴线磁场时必须保证两个线圈电流方向一致！[思考]如果用直流电源通过圆形线圈，使它产生一个恒定磁场，是否还可以用感应法来测量？使用感应法测量磁场须满足那些条件？