2025年探究螺线管磁感应强度分布实验研究

当螺线管A中通过一种低频的交流电流i(t)=Iosinwt时，在螺线管内产生一种与电流成正比的交变磁场B(t)=Ci(t)=Bosinwt其中C是比例常数，把探测线圈A1放到螺线管内部或附近，在A1中将产生感生电动势，其大小取决于线圈所在处磁场的大小、线圈构造和线圈相对于磁场的取向。探测线圈的尺寸比较小，匝数比较多。若其截面积为S1,匝数为N1,线圈平面的法向平面与磁场方向的夹角为θ,则穿过线圈的磁通链数为：一般测量的是电压的有效值，设E(t)的有效值为V,B(t)的有效值为B,则有V=MSracos此时cosθ=1,,则螺线管中的磁感应强度为测线圈A₁两端连接数字毫伏计用于测量A₁中感应电动势的有效值。使用探测线圈法测量直流磁场时，可以使用冲击电流计作为探测仪1.研究螺线管中磁感应强度B与电流I和感生电动势V之间的关系，测量螺线管中的磁感应强度。2.测量螺线管轴线上的磁场分布。测量螺线管内磁场试验仪器包括：铜导线螺线管、霍尔元件(轴向磁场探针)、(毫)特斯拉计、电流源。图3:霍尔元件(轴向磁场探针)两sT图4:(亳)特斯拉计U试验重点1.掌握探测线圈法测量交变磁场的措施。试验难点1.探测线圈法测量磁场的线路设计与连接，包括2.低频信号发生器的使用。3.互感现象的观测及线路设计。操作指导的主菜单项或子菜单项，则进入对应的试验部分(图1)。1.试验简介选择主菜单的“简介”并单击可打开试验简介文档(图2)。2.试验仪器3.试验原理4.试验接线单刀双掷开关。对的接线图(不止一种)可参见图4。接线时选定一种接线柱，按住鼠标左键不放拖动，一根直导线即从接线柱引出。将导线末端拖至另一种接线柱释放鼠标，即可连接这两个接线柱。删除两个接线柱的连线，可将这两个接线柱重新连接一次。接线完毕单击鼠标右键弹出菜单，选择“接线完毕”来判断接线与否对的，接线对的后才能开始试验。选择“重新接线”可删除所有导线。5.试验内容接线对的后此菜单项才会有效。此菜单包括子菜单项“内容一”、“内容二”和“内容三”。单击子菜单项“内容一”即可进入试验内容一进行试验，如图5。(1)旋钮的操作措施：所有的旋钮，其操作措施是一致的，即：用鼠标右键单击，则旋钮顺时针旋转；用鼠标左键单击，则旋钮整”,“调零旋钮”,以及频率调整。(2)按钮的操作措施：用鼠标左键单击即可按下或弹(3)拨动开关的操作措施：操作非常简朴，用鼠标左键(4)探测线圈的粗调和细调，单刀双掷开关的操作和旋钮的调整同样。(5)毫伏表“量程”的调整和开关的操作同样。(6)单刀双掷开关的刀打到左边是调零位置，可调整“调零旋钮”调零；打到中间是断路位置；打到右边是测量位置，可以测量电路的电压。在此界面的上部单击鼠标右键将弹出主菜单，做完试验内容一后选择试验内容二、试验内容三继续试验。试验时点击“试验参数”可打开试验参数文档，双击其上的蓝条关闭此文档；点击“试验内容”打开试验内容文档，双击其上的蓝条关闭此文档；试验时按试验内容文档的环节进行试验，点击“数据记录及处理”打开数据处理窗口，将测量数据记录到对应的位置，数据处理窗口如图6。图6输入数据时在所要输入的空格处单击鼠标左键，再用键盘输入数据即可。画线时先在坐标图上单击鼠标左键描点，描点完毕点击“画线”可画线，如描点错误可在错点处再单击鼠标左键即可删除该点，点击“清画布”可删除所有点，点击“返回”返回试验操作界