實(shí)驗(yàn)21 非均勻磁場(chǎng)的測(cè)量 (詳)

1、實(shí)驗(yàn)21非均勻磁場(chǎng)的測(cè)量一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?）掌握感應(yīng)法測(cè)量磁場(chǎng)的原理（2）測(cè)量赫姆霍茲線圈軸線上的磁場(chǎng)強(qiáng)度分布，并畫(huà)出一條磁力線。二、實(shí)驗(yàn)原理磁場(chǎng)的的測(cè)量方法有很多，具體采用什么方法決定于被測(cè)磁場(chǎng)的類型和強(qiáng)弱。本實(shí)驗(yàn)中，我們采用感應(yīng)法測(cè)量非均勻磁場(chǎng)，如圖1所示。這種方法是以電磁感應(yīng)定律為基礎(chǔ)的：=當(dāng)導(dǎo)線中通有變化的電流，其周?chē)鷷?huì)產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)。處在變化磁場(chǎng)中的閉合電路，由于通過(guò)它的磁通量發(fā)生變化，回路中會(huì)有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生。通過(guò)測(cè)量感應(yīng)電動(dòng)

2、勢(shì)的的大小便可測(cè)出磁場(chǎng)的量值。磁場(chǎng)是矢量場(chǎng)，在測(cè)量磁場(chǎng)時(shí)既要測(cè)出其大小，還要測(cè)出其方向，但實(shí)際中，只能測(cè)出一小區(qū)域中的平均值，很難測(cè)出磁感應(yīng)強(qiáng)度的矢量。若假定有一均勻的交變磁場(chǎng)：公式（1）式中，=sin是磁感應(yīng)強(qiáng)度的峰值；為角頻率。置于磁場(chǎng)中探測(cè)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(guò)的總磁通量為公式（2）=?=sincos由于磁場(chǎng)是交變的，在線圈中會(huì)會(huì)出現(xiàn)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)：圈做的足夠小，但這樣會(huì)降低測(cè)量的靈敏

3、度。為了解決這一矛盾，可設(shè)計(jì)出一種特殊尺寸的圓柱形探測(cè)線圈(外徑為D內(nèi)徑為13D長(zhǎng)度為L(zhǎng)=23D并選擇線圈體積適當(dāng)小)，測(cè)得的T平面內(nèi)的平均磁場(chǎng)與探測(cè)線圈的幾何中心點(diǎn)的磁場(chǎng)相等。這種探測(cè)線圈T有效面積為：=131082代入公式（6）可計(jì)算出線圈幾何中心處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的絕對(duì)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(chǎng)頻率（N為探測(cè)線圈的匝數(shù)；D為探測(cè)線圈的外徑。=50)三、實(shí)驗(yàn)儀器CCY型磁場(chǎng)測(cè)繪儀