《利用电磁感应法测交变磁场》参考实验报告

1、利用电磁感应法测交变磁场参考实验报告实验目的1了解用电磁感应法测交变磁场的原理和一般方法。2 测量载流圆形线圈和亥姆霍兹线圈的轴向上的磁场分布。3研究双线圈逆接时，磁场轴向分布情况。实验仪器FB201- I型交变磁场实验仪， FB201- 型交变磁场测试仪。实验步骤1.测量圆电流线圈轴线上磁场的分布。接好电路，调节交变磁场实验仪的输出功 率，使励磁电流有效值为1 = 0.400A,以圆电流线圈中心为坐标原点，每隔10.0 mm测一个U值，测量过程中保持励磁电流值不变，并保证探测线圈法线方向与圆电流线 圈轴线D的夹角为00。2测量亥姆霍兹线圈轴线上磁场的分布。把交变磁场实验仪的两组线圈串联，接到

2、交变磁场测试仪的输出端钮。调节交变磁场测试仪的输出功率，使励磁电流有效值为1 = 0.400A。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U值。3双线圈逆接，测量磁场轴向分布情况。把交变磁场实验仪的两组线圈同名端串 联起来，另一对同名端接到交变磁场测试仪的输出端钮。调节交变磁场测试仪的输出功率，使励磁电流有效值为1 = 0.400A。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U值。实验数据记录及处理磁感应强度的最大值B；max2Umax 一 NS - NS其中U为测量的电压有效值,N为探测线圈的匝数，S为该线圈的截面积，为励磁电流的圆频率。本实验中N = 8

3、00匝的线圈，-和励磁电流的频率f的关系为-=2： f，实验中f为50赫兹。将数据代入可得Bm =0.103U (10T)U的单位为mV。1 圆电流线圈轴线上磁场分布的测量数据记录与处理。实验参数：励磁电流有效值 I =400mA，频率f =50Hz表1圆电流线圈轴线上的磁场分布轴向距离X(10-3 m)0.010.020.030.040.050.060.070.08090100110120U (mV)12.412.412.111.610.8109.08.07.16.25.44.74.1Bm =0.103U (10F1.271.271.241.191.111.030.920.820.730.6

4、30.550.480.422 亥姆霍兹线圈轴线上的磁场分布的测量数据记录与处理实验参数：励磁电流有效值 I =400mA，频率f =50Hz表2亥姆霍兹线圈轴线上的磁场分布轴向距离X（10-3 m）0.010.020.030.040.050.060.070.08090100U（ mV）17.917.917.917.817.517.216.415.614.513.312.0Bm =0.103U (10(T)1.841.841.841.831.801.771.681.601.491.361.23轴向距离X（10-3 m）-10.0-20.0-30.0-40.0-50.0-60.0-70.0-80-

5、90-100U（ mV）17.917.917.817.617.216.415.614.613.311.9Bm =0.103U (10，T)1.841.841.831.811.771.681.601.501.361.223双线圈逆接，测量磁场轴向分布的测量数据记录与处理实验参数：励磁电流有效值 I =400mA，频率f =50Hz表3双线圈逆接，测量磁场轴向分布轴向距离X（10-3 m）0.010.020.030.040.050.060.070.08090100U（ mV）02.03.75.46.77.78.28.38.27.87.2Bm =0.103U (10T)00.200.380.550.

6、690.790.840.850.840.800.74轴向距离X（10-3 m）-10.0-20.0-30.0-40.0-50.0-60.0-70.0-80-90-100U（mV）1.93.65.36.67.68.18.48.27.97.2Bm =0.103U (10T)0.190.370.540.670.780.830.860.840.810.74利用描点法作图：图1圆电流线圈轴线上磁场分布图2亥姆霍兹线圈轴线上的磁场分布2.2亍-3Bm(10 T)2.0 -啊-1.6 -1.4 -1.2 -1.0 0.8 -0.6 -0.4 - 0.2 -I 1 I' I1 I* I1 I 0.01

7、 I1 I1 I1 I* I1 I-120 -100-80-60-40-20020406080100120X (mm)图3双线圈逆接，测量磁场轴向分布实验结论1、圆电流线圈轴线上磁场分布情况：随距离中心的距离的增加磁感应强度逐渐减小。2、亥姆霍兹线圈轴线上的磁场分布情况：在亥姆霍兹线圈内部磁场在轴线上基本均匀, 在亥姆霍兹线圈外部磁感应强度逐渐减小。并且磁场关于中心对称镜像分布。3、双线圈逆接，测量磁场轴向分布情况：中心处磁感应强度为零，由中心向两侧磁感 应强度逐渐增加，在两线圈圆心附近达到最大值。两侧磁场以中心对称镜像分布。实验中的注意问题1、不要带电 接线，中间改变电路时，一定要先关闭电源，再连接电路。2、实验完成后要整理实验仪器， 先关闭电源， 再将电线拆下， 捋好后放在实验仪器的右侧。3、作图要使用 铅笔 ，先描点，描点要清晰，然后使用平滑曲线连接各点。 思考题1、实验的原理是什么？法拉第电磁感应原理2、对探测线圈的要求是什么？线圈面积要大小合适，太大无法反映各点磁场的情况， 太小则感应电压小，不利于测量。