利用霍尔效应测磁场

#以用霍尔器件来检测。实验步骤图6.17-7测量长直螺线管中心和轴线上的磁场分布1）测量长直螺线管内部中轴线上中心处的磁场1）仪器线路连接如图图6.17-7测量长直螺线管中心和轴线上的磁场分布1）测量长直螺线管内部中轴线上中心处的磁场1）仪器线路连接如图6.17-7所示。Oia>R0O2(a)a号\O}o02a=Raa/kAKa<R0】0。2(C)a"图6.17-6共轴线圈轴线上的磁场分布预热和静态调零。将霍尔探杆的插头插入测磁仪面板上的“输入”插座,打开电源开关，让仪器预热3〜5min。将仪器后部的开关拨向与“示波器”箭头相反的方向。将“调零与测量”开关旋至“调零1”,此时毫伏表指针应指在零,若不指零,应调节“调零1”旋钮，使指针指零；再将“调零与测量”开关旋到“调零2”，此时毫伏表指针仍应指在零，若偏离零，应调节“调零2”旋钮，使指针重新指零。选择霍尔器件控制电流。将“调零与测量”开关旋到“<1”档，调节“霍尔电流”旋钮，使通入霍尔器件的控制电流I=5.0mA。因为HZ-2型霍尔器件的额定控制电流为15.0mA,所以正常控制电流应为5.0~10.0mA。不等位电势差的补偿。由于霍尔器件的几何尺寸很小制造过程中很难将输出极P、Q严格焊接在同一等位面上，因此当霍尔器件中通入控制电流I时，即使没有外界磁场〃，在输出极P、Q之间也会产生一电势差V0=Ir式中r是沿MN方向P、Q两点之间的电阻。V0是由于输出极P、Q不在同一等位面上产生的,所以称为不等位电势差。显然V0与控制电流I有关。在测量前，必须消除V0。在霍尔器件中通入控制电流I后,将探头置于无磁场的空间，如果毫伏表上有指示值，表示有V0输出，应调节“不等位电势”旋钮，使指针重新指零。2）将“交直流转换”开关旋到“直流6.0V”档。打开电源开关，调节“直流微调”旋钮，使螺线管中通入1.5A的激磁电流。3）根据探杆上的刻度，将探杆探头插入到螺线管的中心（螺线管长为32.0cm，有效长度L=30.0cm），此时毫伏表上的读数即为霍尔电压人。记下UH、控制电流I、激磁电流I'霍HH尔器件的灵敏度心。根据（4）式求出螺线管中心的B（若探杆插入后,UH出现负值，则将螺线管HH两端接线对调，以改变螺线管内B的方向，思考为什么？）。

增大控制电流(注意：控制电流不得超过10.0mA),重测两次。因为控制电流不同不等位电势差V0(=Ir)也不同，所以每次测量前都应把探头从螺线管中抽出置于无磁场的空间,重新调节“不等位电势”旋钮，使毫伏表指针指零，以便消除v0。(2)测量长直螺线管中轴线上的磁场分布，并验证B=B/21)以螺线管轴线为X轴，中心处为坐标原点，向左(或向右)为X轴正方向，使探头由x=0处开始向左移动，每移动2.0cm，记下对应的UH，一直将探头移动到x=18.0cm处为止，计算出各点对应的B值。［在x=15.0cm左右，UH变化很快，为了准确绘出B(x)曲线，应在Hx=14.5crn，x=15.0cm和x=15.5cm处多测三组数据］。在毫米格坐标纸上作出B=B(x)的关系曲线，并与图6.17-4比较。检测一对共轴线圈的耦合程度图6.17-8共轴线圈串联将一对共轴线圈串联连接；换下长直螺线管，将“交直流转换”开关旋到直流"10.0V”档，图6.17-8共轴线圈串联通入1.0A直流电，如图6.17-8所示。调节共轴线圈之间的距离，令a=R(R=6.8cm)。以两线圈的轴线为X轴，a/2处为坐标原点，向左(或向右)作为X轴正方向，使探头由x=0处开始向左移动，每移动2.0cm，记下对应的UH，一直将探头移到x=18.0crn处为止。调节a>R(例如a=16.0cm)，重复步骤3)。调节a<R(例如a=4.0cm)，重复步骤3)。6)因BOCUH，在毫米格坐标纸上作出上述三种状态下的UH=U(x)关系曲线，并与图10-6比较，从而得出构成亥姆霍兹线圈的条件。测量记录和数据处理(1)测量长直螺线管中心处的磁场长直螺线管每单位长度上的匝数n=3.6x103m-1实验用霍尔器件的灵敏度Kh=mVmA^T-1HTOC\o"1-5"\h\z长直螺线管中的激磁电流I‘=A实验次数控制电流I(mA)霍尔电压UH(mV)磁感强度B=Uh/KhI(T)123TOC\o"1-5"\h\z实验测量值B二T理论计算值B二卩=T00B-B相对误差E二X100%二B0(2)测量长直螺管中心轴线上的磁场分布，验证B‘=B/2霍尔器件的控制电流I=mA长直螺线管中的激磁电流I‘=A探头坐标x(cm)0.0(中心)2.04.06.08.0霍尔电压UH(mV)磁感强度B=Uh/KhI(T)

10.012.014.014.515.0(口)15.516.018.03)检测一对共轴线圈的耦合程度霍尔器件的控制电流I=mA共轴线圈的激磁电流I‘=A探头坐标x(cm)0.0(中心)2.04.06.0霍尔电压a(6.8cm)=Ra(16.0cm)>RUH(mV)a(4.0cm)<R思考题(1)在用霍尔效应测量长