文档介绍：实验九螺线管内磁场的测量在工业、国防和科学研究中经常要对磁场进行测量, 例如在粒子回旋加速器、受控热核反应、同位素分离、地球资源探测、地震预测和磁性材料研究等方面。测量磁场的方法较多, 从测量原理上大体可以分为五类: 力和力矩法、电磁感应法、磁传输效应法、能量损耗法、基于量子状态变化的磁共振法。常用的测量方法主要有冲击电流计法, 霍尔元件法、核磁共振法和天平法。练****一用冲击电流计法测量螺线管内磁场【实验目的】 1. 学****用冲击法测量磁感应强度的原理和方法; 2. 学会使用冲击电流计; 3 .研究长直螺线管内轴线上的磁场分布; ,加深对毕奥-萨伐尔定律的理解。【实验仪器】冲击电流计、螺线管磁场测量仪、直流电源、直流电流表、电阻箱、滑线变阻器。【实验原理】 所示, 设螺线管长为 L ,半径为 r 0 ,表面均匀地绕有N匝线圈,放在磁导率为μ的磁介质中,并通以电流I 。如果在螺线管上取一小段线圈 dL , 则可看作是通过电流为 INdL/L 的圆形载流线圈。由毕奥-萨伐尔定律得到在螺线管轴线上距离中心 O为x的P 点产生的磁感应强度 dB x为3 202r rL INdL dB x????????() 由图 可知, 0 sin r r ??,??? sin rddL ,代入式( )得到图 长直螺线管轴的结构图+O P 2 L Lx 0r 2? 1?? dL +++++++++++++++++++++++ dB xrd???dL μ IN dB x sin 2 ?() 因为螺线管的各小段在 P点的磁感应强度方向均沿轴线向左,故整个螺线管在 P 点产生的磁感应强度?? 21 cos cos 2 sin 2 ???????????????? L NI dL NI dB B x () 由图 可知,( )式还可以表示为?????????????????????????????????????????????????????? 2120 2 2120 22 22 22rx L x Lrx L x LL NI B x?() 令x =0 ,得到螺线管中点O 的磁感应强度?? 2120 2 04rL NI B???() 令x=L /2 ,得到螺线管两端面中心点的感应强度?? 2 1 2 2 2 02 L NI B L r ???() 当L≥r 0时,由式( )和式( ) 可知, B L /2≈B 0 /2 。只要螺线管的比值 L/r 0 保持不变,则不论螺线管放大或缩小,也不论线圈的匝数N和电流I 为多少,磁感应强度相对值沿螺线管轴的分布曲线不改变。 2. 用冲击电流计测量磁场的原理如图 所示, 设探测线圈匝数为 n ,平均截面为 S,线圈的法线与磁场方向一致, 当K 1 倒向一边, 使螺线管中通过电流的 I 。当 K 1 突然断开时, 螺线管内的磁通突然改变, 探测线圈中的感应电流 i 通过冲击电流计 G, 若测出在短时间内的脉冲电流所迁移的电量,就可求得该点的 B x 值。由法拉第电磁感应定律可知在探测回路中产生感