文档介绍：实验名称: 亥姆霍兹线圈
一、引言:
有一对相同的载流圆线圈彼此平行且共轴,通以同方向电流,当线圈间距等于线圈半径时,两个载流线圈的总磁场在轴的中点附近的较大范围内是均匀的。故在生产和科研中有较大的实用价值。
二、实验目的:
1. 掌握霍尔效应原理测量磁场。
2. 测量单匝载流圆线圈和亥姆霍兹线圈轴线上的磁场分布。
三、实验原理:
1. 载流圆线圈与亥姆霍兹线圈的磁场:
(1)载流圆线圈:
B=μ0N0IR22(R2+X2)32
其中,R为线圈半径,I为电流,N0为线圈匝数,X为轴上某一点到圆心的距离,μ0=4π×10-7H/m为真空磁导率。
I
Y
X
B
B

(2)亥姆霍兹线圈:
Y
X
B
B
2. 电磁感应法测量磁场:
B=Bmsinωt;
ϕ=NBmScosθsinωt;
ε=-dϕdt=NBmSωcosθcosωt=-εmcosωt;
Bmax=εmaxNSω=2UmaxNSω。
线圈等效面积为S=13108πD2。
3. 霍尔效应法:
I=nevbd
其中,材料宽b,厚d,载流子浓度n,载流子速度v,通过材料电流I。
霍尔电压:UH=IBned=RHIBd=KHIB;
其中,霍尔系数RH,霍尔灵敏度KH。
四、实验仪器:
亥姆霍兹线圈实验仪
五、实验内容:
1. 测量圆电流线圈轴线上的磁场分布:调节仪器,使I=200mA,以线圈中心为原点,,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的磁场分布:调节仪器,使I=200mA,以两线圈轴线上的中心为原点,
,记录数据并作出磁场分布曲线图。
六、实验记录:
1. 圆线圈:
2. 亥姆霍兹线圈:
七、数据处理:
八、实验结果:
九、误差分析:
1. 其他磁场对线圈磁场强度测量的干扰;
2. 亥姆霍兹线圈的两个线圈的圆心不在同一水平线上,导致实验误差;
3. 实验仪器本身具有一定的误差。