文档介绍：大学物理实验——磁场描绘
试验人：王志强学号：0908114045 组号：第 15 组
一、试验目的：
1、掌握霍尔效应原理测磁场；
2、测量单匝载流圆线和亥姆霍兹线圈上的磁场分布。
二、实验仪器：
（1）圆线圈和亥姆霍兹线圈实验平台，台面上有等距离间隔的网格线；
（2）高灵敏度三位半数字毫特斯拉计、三位半数字电流表及直流稳流电源组合
仪一台；
（3）传感器探头是由 2 只配对的 95A 型集成霍耳传感器（传感器面积 4mm×3mm
×2mm）与探头盒。（与台面接触面积为20mm ×20mm）
（4）不锈钢直尺（30cm ）、铝合金靠尺
三、实验原理：
(1)根据毕奥—萨伐尔定律，载流线圈在轴线（通过圆心并与线圈平面垂直的直
线）上某点的磁感应强度为：
2
µ 0 ⋅ R
B = 2 2 3 / 2 N ⋅ I
2(R + x ) （1）
µ
式中 0 为真空磁导率， R 为线圈的平均半径， x 为圆心到该点的距离， N 为线
B
圈匝数， I 为通过线圈的电流强度。因此，圆心处的磁感应强度 0 为：
µ 0
B0 = N ⋅ I
2R （2）
轴线外的磁场分布计算公式较为复杂，这里简略。
(2)亥姆霍兹线圈是一对彼此平行且连通的共轴圆形线圈，两线圈内的电流方向
一致，大小相同 ,线圈之间的距离 d 正好等于圆形线圈的半径 R 。这种线圈的特
点是能在其公共轴线中点附近产生较广的均匀磁场区，所以在生产和科研中有较
大的使用价值，也常用于弱磁场的计量标准。
设 z 为亥姆霍兹线圈中轴线上某点离中心点 O 处的距离，则亥姆霍兹线圈轴线上
任意一点的磁感应强度为：
−3 / 2
⎧⎡ 2 ⎤ ⎡ 2 ⎤⎫
1 2 ⎪ 2 ⎛ R ⎞ 2 ⎛ R ⎞ ⎪
B′ = µ 0 ⋅ N ⋅ I ⋅ R ⎨⎢R + ⎜ + z ⎟ ⎥ + ⎢R + ⎜ − z ⎟ ⎥⎬
2 ⎪⎣⎢ ⎝ 2 ⎠ ⎦⎥ ⎣⎢