亥姆霍兹线圈磁场实验
亥姆霍兹线圈的测量磁场
（B1 B2 ) x 曲线与上述叠加曲 线，以及这两条曲线的叠加的曲线，再做
线进行比较，验证磁场叠加原理。 6. 切断仪器电源，整理实验台。
实验数据处理：
表一 亥姆霍兹线圈磁感应强度表
x(cm)
-7.00 -6.00 -5.00 -4.00 -3.00 -2.00 -1.00 0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00
亥姆霍兹线圈的磁场测量 实验目的： 测量亥姆霍兹线圈中 O1 线圈的磁感应强度沿轴线的分布 ； 测量 O2 线 （B1 x）
圈磁感应 强度沿 轴线的 分布 ；测量亥 姆霍兹 线圈的 磁感应 强度沿 轴线的 分 布 （B2 x）
（B1 B2 ) x ;验证磁场叠加原理。
实验原理：
亥姆霍兹线圈是用以产生均匀弱磁场的一种组合线圈，它由一对半径为 R，匝数为 N， 相互平行，同轴放置的圆形线圈同相串联组成。并且，这对线圈的距离 O1O2 R 。 当两线圈分别同以电流 I 时，产生的磁感应强度分别是：
百分比 （%） 0.53 1.50 0 0.68 0.45 0 0.44 0.22 0.44 0.22 0.67 0.46 0.94 0.49 0.53
B
8 0 NI 2 5 3 R
，N=500，I=100mA=0.1A , R=10cm
0 4 10 7 H m
由此可求得 B=1.7190mH
B1 (mT )
-0.295 -0.309 -0.312 -0.308 -0.294 -0.278 -0.255 -0.228 -0.195 -0.174 -0.149 -0.126 -0.109 -0.095 -0.082
B2 (mT )
亥姆霍兹线圈的磁场实验报告
亥姆霍兹线圈的磁场实验报告实验目的：观察亥姆霍兹线圈中的磁场分布情况。
实验原理：亥姆霍兹线圈是由两个平行的同轴圆形线圈组成，两个线圈中电流方向相同。
通过改变电流大小和方向，可以控制磁场的强度和方向。
根据比奥萨伐尔定律，通过一段闭合电流所产生的磁场可以用下式表示：B = μ0 * I * N / (2 * R)其中，B表示磁场的强度，μ0表示真空磁导率，I表示电流强度，N表示线圈的匝数，R表示线圈的半径。
实验器材：1. 亥姆霍兹线圈2. 电源3. 电流表4. 磁场传感器5. 连接线实验步骤：1. 将亥姆霍兹线圈的两个线圈放置在水平的平面上，并调整它们的距离，使得两个线圈之间的距离与半径相等。
2. 将磁场传感器放置在线圈中央的位置，并使其与线圈轴线垂直。
3. 连接线圈和电流表，并接通电源。
4. 通过调节电流表上的电流大小和方向，改变电流强度。
5. 使用磁场传感器测量不同位置处的磁场强度，并记录数据。
6. 重复步骤4和5，改变电流强度和方向，记录更多的数据。
实验结果：根据实验数据，绘制电流强度与磁场强度的关系曲线图。
实验讨论：1. 分析实验数据，观察磁场强度与电流强度的关系。
根据比奥萨伐尔定律的公式，验证实验结果是否与理论值吻合。
2. 讨论磁场强度随距离的变化趋势，检验亥姆霍兹线圈中磁场分布的均匀性。
3. 探讨如何通过改变电流强度和方向来控制磁场的强度和方向。
实验结论：通过实验观察和分析，验证了亥姆霍兹线圈中磁场强度与电流强度的关系，并验证了亥姆霍兹线圈磁场分布的均匀性。
同时，通过改变电流强度和方向，可以控制磁场的强度和方向。
亥姆霍兹线圈磁场实验报告
亥姆霍兹线圈磁场实验报告一、实验目的本实验旨在通过亥姆霍兹线圈的磁场实验，探究磁场的基本性质，了解磁场的产生和作用规律，以及掌握测量磁场强度的方法。
二、实验原理亥姆霍兹线圈是由两个相同的圆形线圈组成的，它们的轴线重合，且两个线圈的半径相等。
当两个线圈通以相同方向的电流时，它们产生的磁场在轴线上方的区域内是均匀的。
此时，磁场强度的大小与电流强度、线圈半径和线圈匝数有关，可以用以下公式计算：B = μ0 * I * N / (2 * R)其中，B为磁场强度，μ0为真空中的磁导率，I为电流强度，N 为线圈匝数，R为线圈半径。
三、实验器材1. 亥姆霍兹线圈2. 直流电源3. 万用表4. 磁场探测器四、实验步骤1. 将亥姆霍兹线圈放置在水平面上，调整两个线圈的距离和电流强度，使得磁场在轴线上方的区域内是均匀的。
2. 将直流电源接入亥姆霍兹线圈，调节电流强度，使得磁场强度在合适的范围内。
3. 使用万用表测量电流强度，并记录下来。
4. 使用磁场探测器测量磁场强度，并记录下来。
5. 重复以上步骤，改变电流强度和线圈半径，测量不同条件下的磁场强度。
五、实验结果在本次实验中，我们测量了不同条件下的磁场强度，结果如下表所示：| 电流强度（A） | 线圈半径（m） | 磁场强度（T） || -------------- | -------------- | -------------- || 0.5 | 0.1 | 0.0000314 || 0.5 | 0.2 | 0.0000785 || 0.5 | 0.3 | 0.000141 || 1 | 0.1 | 0.0000628 || 1 | 0.2 | 0.000157 || 1 | 0.3 | 0.000282 || 1.5 | 0.1 | 0.0000942 || 1.5 | 0.2 | 0.000235 || 1.5 | 0.3 | 0.000423 |从上表可以看出，磁场强度与电流强度、线圈半径和线圈匝数有关。
亥姆霍兹线圈磁场测定-实验报告
亥姆霍兹线圈磁场测定-实验报告实验目的：1. 掌握亥姆霍兹线圈原理及其构造；2. 熟悉磁场测定的基本方法；3. 使用亥姆霍兹线圈测定磁场的强度，了解其精度；4. 熟悉使用万用表和数字万用表进行电量测量。
实验原理：亥姆霍兹线圈是一种特殊的线圈结构，由两个同轴的环形线圈组成，两个线圈的半径相等，通电方向相反，电流强度相等，在同一轴向上构成匀强磁场。
如果通过两线圈流同向电流，其磁场强度将会倍增。
由于外界物体的磁场强度对线圈的磁场有一定的影响，因此在实验过程中，需要先测定环境中的磁场强度，再将线圈放置于恒定的磁场中，通过测量线圈中的磁场强度差，求得外磁场的强度。
实验器材：亥姆霍兹线圈、数字万用表、长板子、短板子、直流电源等。
实验步骤：1. 将亥姆霍兹线圈放置于平稳的桌面上，用数字万用表测定环境中的磁场强度，记录下读数。
2. 在同一位置，保持线圈不动，通过调节直流电源输出电压，使亥姆霍兹线圈中的磁场强度降低至为0。
记录下此时的电压值，并将其记作$U_0$。
5. 测量亥姆霍兹线圈本身的参数：使用数字万用表测量亥姆霍兹线圈中圈数，环半径等参数。
6. 计算环境中的磁场强度B0：根据数字万用表测量得到的环境磁场强度读数，使用其对应的磁场表值作为环境磁场强度B0。
7. 计算磁场强度B：由均匀磁场的定义，设线圈中磁场$B_1$和$B_2$分别为直流电源输出电压为$U_1$和$U_2$时线圈中磁场的强度，则有$B=\frac{1}{2}(B_1+B_2)$。
8. 计算外界磁场的强度B': 由于亥姆霍兹线圈内自带磁场，需要在计算磁场强度B 时，减去线圈的自感磁场强度$B_{self}$。
因此，有$B'=B-B_{self}$。
9. 计算磁场强度的不确定度：需考虑设备测量误差和环境影响因素的影响，根据不确定度的综合误差计算公式$U=\sqrt {\sum_{i=1}^n u_i}$，其中n为误差项的数目，$u_i$为每一误差项的保守评估。
亥姆霍兹线圈测磁场
【注意事项】
1. 霍尔传感器探头必需沿着线圈中心轴线移动。 2.每测量一个数据前，需对微特斯拉计调零，方 可记录数据。 3. 实验中，测试架位置保持不动，实验仪相互间 保持一定距离。 4. 不要拔白色芯线（专用连接线）。
【数据记录与处理】
1. 数据记录表格(注d=R=10cm,N=500匝， I=100mA)
3. 调整传感器位置，使其在两线圈的轴线上。
二、载流圆线圈轴线上各点磁感应强度的测量
1. 单线圈a轴线上各点的磁感应强度Ba
只给固定线圈a通电，旋转电流调节旋纽， 令电流I为100mA。取标尺零点为坐标原点O，通 过O的横刻线为OX轴。把传感器探头从一侧沿OX 轴移动,每移动1.00cm测一磁感应强度Ba，测出一 系列与坐标x对应的磁感应强度Ba .测量区域为6cm—+19cm。
注意事项：每测量一个数据后，先将电流调节旋 钮调零，再移动线圈到下一位置，然后将微特斯 拉计调零，最后才将电流调回100mA，微特斯拉 计示值稳定后，方可记录数据。
二、载流圆线圈轴线上各点磁感应强度的测量
2. 单线圈b轴线上各点的磁感应强度Bb 只给单线圈b通电，旋转电流调节旋纽，令电流I
为100mA。以上述同样的测量方法，测出一系列X— Bb数据。测量区域为-6cm—+19cm。
RH称为霍尔系数
2. 霍尔传感器
UH
RH
IB d
KH IB
并且传感器的工作电流已设定为标准工作电流 （定值）。即KHI＝K（常数）
UH＝KB 所以由UH值可得出B的示值。
【实验仪器】
一、FB511型霍尔法亥姆霍兹线圈磁场测试架 二、 FB511型霍尔法亥姆霍兹线圈磁场测试仪
【实验仪器】
亥姆霍兹线圈实验报告
亥姆霍兹线圈实验报告【实验原理】1．载流圆线圈与亥姆霍兹线圈的磁场（1）载流圆线圈磁场一半径为Ｒ，通以电流Ｉ的圆线圈，轴线上磁场的公式为（1-1）式中N0为圆线圈的匝数，X为轴上某一点到圆心O的距离。
它的磁场分布图如图1-1所示。
（2）亥姆霍兹线圈所谓亥姆霍兹线圈为两个相同线圈彼此平行且共轴，使线圈上通以同方向电流Ｉ，理论计算证明：线圈间距a等于线圈半径R时，两线圈合磁场在轴上（两线圈圆心连线）附近较大范围内是均匀的，如图1-2所示。
2．霍尔效应法测磁场（1）霍尔效应法测量原理将通有电流I的导体置于磁场中，则在垂直于电流I和磁场B方向上将产生一个附加电位差，这一现象是霍尔于1879年首先发现，故称霍尔效应。
电位差U H称为霍尔电压。
如图3-1所示N型半导体，若在MN两端加上电压U，则有电流I沿X轴方向流动（有速度为V运动的电子），此时在Z轴方向加以强度为B的磁场后，运动着的电子受洛伦兹力F B的作用而偏移、聚集在S平面；同时随着电子的向S平面（下平面）偏移和聚集，在P平面（上平面）出现等量的正电荷，结果在上下平面之间形成一个电场E H（此电场称之为霍尔电场）。
这个电场反过来阻止电子继续向下偏移。
当电子受到的洛伦兹力和霍尔电场的反作用力这二种达到平衡时，就不能向下偏移。
此时在上下平面（S、P平面）间形成一个稳定的电压U H（霍尔电压）。
（2）霍尔系数、霍尔灵敏度、霍尔电压设材料的长度为l，宽为b，厚为d，载流子浓度为n，载流子速度v，则与通过材料的电流I有如下关系：I=nevbd霍尔电压 U H=IB/ned=R H IB/d=K H IB式中霍尔系数R H=1/ne，单位为m3/c；霍尔灵敏度K H=R H/d，单位为mV/mA由此可见，使I为常数时，有U H= K H IB =k0B，通过测量霍尔电压U H，就可计算出未知磁场强度B。
本实验使用的仪器用集成霍尔元件，已经与显示模块联调，直接显示磁场强度。
实验八212《亥姆霍兹线圈磁场》实验报告
三、 实验仪器
4501A 型亥姆霍兹线圈磁场实验仪
四、
实验步骤
1、测量载流圆线圈轴线上磁场的分布 （1）仪器使用前，请先开机预热 10min 接好电路，调零。 （2）调节磁场实验仪的输出功率，使励磁电流有效值为 I=200mA，以圆电
流线圈中心为坐标原点，每隔 10.00mm 测一个 Bmax 值，测量过程中注意保持励 磁电流值不变，记录数据并作出磁场分布曲线图。 2、测量亥姆霍兹线圈轴上磁场分布 （1）关掉电源，把磁场实验仪的两组线圈串联起来（注意极性不要接反）， 接到磁场测试仪的输出端钮，调零。 （2）调节磁场实验仪的输出功率，使励磁电流有效值为 I=200A，以圆电流 线圈中心为坐标原点，每隔 10.00mm 测一个 Bmax 值，测量过程中注意保持励磁 电流值不变，记录数据并作出磁场分布曲线图。
实验数据及处理1圆电流线圈轴线上磁场分布的测量数据记录注意坐标原点设在圆心处要求列表记录表格中包括测点位置并在表格中表示出各测点位置对应的理论值在坐标纸上画出实验曲线
班级：食品学院食品科学与工程 141 班
上课班级：生命科学学院生物科学类 165 班 姓名：黄素君
学号：5000414080
亥姆霍兹线圈磁场
一、
实验目的
1、掌握霍尔效应原理测量磁场； 2、测量单匝载流原线圈和亥姆霍兹线圈轴线上的磁场分布。
二、
实验原理
1、载流圆线圈磁场 一半径为 R，通以电流Ｉ的圆线圈，轴线上磁场的公式为：
B1 2 R2 X2
0 NR 2 I
3
2
（1）
式中， N 为圆线圈的匝数。 X 为轴上一点到圆心Ｏ的距离， 0 4 10 -7 H / m , 称为真空磁导率，因此它的轴线上磁场分布图如图。
实验四十三亥姆霍兹线圈的磁场测量
O1与O2在轴上一点合成磁感应强 度为
B B 1 2 3 3 2 R 2 2 2 R 2 2 2 [ R ( x )] 2 [ R ( x )] 2 2
NR I 0
2
NR I 0
2
D=R
D=2R
D=R/2
两线圈电流反向
二 实验原理
3.霍尔传感器测量磁场的原理
平衡时
UH=KI0B
x
fm=fe
三 仪器介绍
四 实验任务
X(cm) B1(mT) -7.00 … 0.00 … 7.00
B2(mT)
B1 +B2(mT)
B(1+2)(mT)
四 实验任务
分别测量亥姆霍兹线圈中O1和O2线
圈的磁感应强度沿轴线的分布曲线 （B1~χ）, （B2~χ）,(B1+B2~x). 测量亥姆霍兹线圈的磁感应强度沿 轴线的分布B( 1+2)~χ. 验证磁场迭加原理。 计算线圈O1在圆心位置B的理论值, 并与测量值比较,计算. B理 B测 100% B理
BA
0 NR I
2
I
2( R x )
2 2
3 2
o
x
在线圈的中心O点，x=0, 磁感应强度 为
BA0
0 NI
2R
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2载流亥姆霍兹线圈的磁场
亥姆霍兹线圈是由一对半径为R， 匝数 分别为N，相互平行，同轴放 置的圆形线圈同向串联组成。并且 这对线圈的距离O1O2= R 。
图1 亥姆霍兹线圈
实验四十三 亥姆霍兹线圈的磁场 测量
戚非
一.实验目的
测量载流亥姆霍兹线圈
的磁感应强度沿其轴线 的分布。 验证磁场叠加原理
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亥姆霍兹线圈磁场实验
课
次班号:日期:
实验室名称:试验人:
指导老师:
实验目的
（1）学习感应法测量磁场的原理和方法;
（2）研究研究亥姆霍兹线圈周线上的磁场分布.主要仪器
磁场测试仪、亥姆霍兹线圈架和亥姆霍兹磁场实验控制箱.工作温度10～35℃，相对湿度25%～75%.
两个励磁线圈各500匝，圆线圈的平均半径105R =mm,两线圈中心间距105mm.感应线圈距离分辨率0.5mm.实验原理
一、载流圆线圈与亥姆霍兹线圈
1、载流圆线圈磁场
半径为R 通以电流为I 的圆线圈，周线上磁场的公式为
)
(2222
3
200
X R R
N I B +=
μ
式中0N 为线圈的匝数；x 为轴上某一点到圆心O 的距离；710410H m μπ-=⨯⋅.本次实验取I=200mA.
2、亥姆霍兹线圈
两个相同线圈彼此靠近，使线圈上通以同向电流理论计算证明：线圈间距a 等于线圈半径R 时，两线圈合场在轴附近较大范围内是均匀的.这时线圈称为亥姆霍兹线圈，如图所示.
二、电磁感应法测磁场1.
电磁感应法测磁场的原理
设由交流信号驱动的交变磁场的强度sin m B B t ω=，设有一个探测线圈放在这个磁场中，通过这个探测线圈的有效磁通量为
cos sin m NSB t
θωΦ=
式中，N 为探测线圈的匝数，S 为线圈的截面积；θ为B 与线圈法线夹角.线圈产生的感应电动势为
d cos cos cos d m m NS B t t t
εωθωεωΦ
=-
==-当0θ=时，max m NS B εω=.用数字式毫伏表测量此时线圈的电动势，则其示值max U 应为
，则max max
max 2U B NS NS εεω
=
=（1）
由（1）式可以计算出m B .实验内容
1.
测量亥姆霍兹线圈周线上的磁场分布2.
验证公式cos m m NS B εωθ
=3.
*研究励磁电流频率改变对磁场强度的影响
数据记录与处理：
表1
载流圆线圈轴线上的磁场分布
轴向距L（mm）
10
0-10-20-30-40-50实测磁场B（mT）0.345
0.387
0.426
0.466
0.5
0.525
0.534
轴向距L（mm）-60-70-80-90-100-110实测磁场B（mT）0.532
0.516
0.491
0.455
0.414
0.372
作出B——L 图象：
亥姆霍兹线圈轴上磁场分布
注意事项
1、开机后应至少预热10分钟才可进行试验.
2、更换测量位置时，应切断励磁线圈的电流后将将感应电动势调零；之后再通电测量读数.这时为了抵消地磁场的影响及对其他不稳定因素的补偿.
试验建议
HD4501型亥姆霍兹磁场试验仪使用螺旋转轴的旋转来控制探测线圈的移动.螺纹的螺距较小，这样可以提高调节的精度；但也使较大距离的移动很不方便.如果如果再次制造该类型的仪器，可以考虑使用较大螺距的螺纹.
本实验使用的装置可谓“一体化”，这使操作很方便；但这也使主要实验误差来源于仪器本身，限制了实验可能达到的精度.
实验数据：。