实验六、磁场的描绘
大学物理实验磁场的描绘实验报告
大学物理实验磁场的描绘实验报告
本文旨在报告一次大学物理实验，用来描绘一个磁场。
该实验使用一种叫做磁恢复效应（Magnetic Recoery Effect）的测量技术，它可以用来测量磁场的分布和强度，从而使研究人员对磁场的描绘有更深入的了解。
研究的第一步是设置实验台。
实验台非常简单，由基板上的一系列磁性物体组成，像石墨、铁片、电线等。
在实验台上，这些磁性物体可以用来使磁场有更清晰的分布，也可以用来识别出磁场的强度。
研究的第二步是使用特殊的磁敏感仪器来测量实验台上的磁场。
磁敏感仪器能够将磁场的方向、强度和分布等信息转换为电子信号，从而使得研究人员能够精确地分析磁场分布并得出结论。
研究的第三步是数据分析与结论得出。
在这个阶段，研究人员就可以将刚刚测量出来的电子信号转换为可视化的形式，以便于更清楚地描绘出磁场的分布。
此外，利用物理理论，研究人员还可以得出一系列关于磁场的结论，包括磁场的性质和特性等。
本实验的结果表明，可以通过磁恢复效应技术，成功地描绘出一个磁场的分布和强度。
在实际应用中，我们可以利用这种方法来探究自然界中各种物质及其特性的相互作用，也可以为未来科学技术的发展提供有力的依据。
总之，这次大学物理实验的结果表明，磁恢复效应实验可以在正确的条件下成功地描绘出一个磁场的分布和强度，为未来科学技术的发展提供了重要的信息。
实验六 磁场的描绘
实验六 磁场的描绘实验目的1. 掌握感应法测量磁场的原理。
2．研究载流圆线圈轴向磁场的分布，加深对毕奥--萨伐尔定律的理解。
3．描绘亥姆霍兹线圈的磁场均匀区。
实验仪器 磁场描绘仪 实验原理1.载流圆线圈轴线上的磁场分布：设一圆线圈半径为R （如图1所示），匝数为N ，在通以电流I 时，根据毕奥—萨伐尔定律，它在轴线上某点P 的磁感应强度为（1）式中为真空磁导率，其值为：270/104A N -⨯=πμ。
X 为P 点坐标，坐标原点在线圈中心。
圆线圈中心X=0处的磁感应强度0B 为RNIB 200μ=（2）是圆线圈轴线上磁场的最大值。
2.亥姆霍兹线圈轴线上的磁场分布：亥姆霍兹线圈是由线圈匝数N 、半径R 、电流大小及方向均相同的两圆线圈组成（如图2所示）。
两圆线圈平面彼此平行且共轴，二者中心间距离等于它们的半径R 。
若取两线圈中心连线的中点0为坐标原点，则此两线圈的中心O A 及O B 分别对应于坐标值2R 及2R -。
当给二线圈通以同方向、等大小的电流I 时，它们对轴线上任一点P 产生的磁场方向将一致，P 点的磁场为两线圈分别在该处产生的磁场的叠加，大小为（3）在处RNIRNI B 02307155.0)58()0(μμ== （4） 在和处，Bx 的相对差异约为0.012%，因此，在原点O 附近的磁场非常均匀。
3．测量磁场的方法测定磁场的方法很多，本实验采用感应法测量磁感应强度的大小和方向。
感应法是利用通过一个探测线圈（如图3）中磁通量变化所感应的电动势大小来测量磁场。
测量线路如图4所示。
图中A 、B 是两圆电流线圈；mV 是交流毫伏表；s 是磁场描绘仪信号源，测量过程中它的输出电压要保持恒定。
当圆线圈中通入正弦交流电后，在它周围空间产生一个按正弦变化的磁场，其值t B B m ωsin =。
根据（1）式，在线圈轴线上的x 点处，B 的峰值2320])(1[RB B m mx +=式中B m0是x ＝0处的B 的峰值。
磁场的描绘实验报告
一、实验目的1. 理解磁场的基本概念和磁场线的分布规律。
2. 掌握利用霍尔效应测量磁场的方法。
3. 通过实验，描绘特定条件下的磁场分布，并分析其特点。
二、实验原理磁场是描述空间中磁力作用的场。
磁场线是表示磁场方向和强弱的线，磁场线的疏密程度反映了磁场的强弱。
霍尔效应是一种测量磁场的方法，利用霍尔元件在磁场中的电压变化来测量磁场的强度。
三、实验仪器1. 霍尔元件2. 数字多用表3. 磁铁4. 导线5. 支架四、实验步骤1. 将霍尔元件固定在支架上，确保其与磁铁平行。
2. 将导线连接霍尔元件和数字多用表，调整数字多用表至电压测量模式。
3. 将磁铁放置在霍尔元件附近，调节磁铁与霍尔元件的距离，观察数字多用表显示的电压值。
4. 记录不同距离下的电压值，分析磁场强度与距离的关系。
5. 改变磁铁的方向，重复步骤3和4，观察磁场强度与方向的关系。
6. 绘制磁场强度与距离、方向的曲线图。
五、实验结果与分析1. 霍尔元件在不同距离下的电压值与磁场强度成正比关系，说明磁场强度随距离的增加而减小。
2. 当磁铁方向改变时，霍尔元件的电压值也相应改变，说明磁场强度与方向有关。
3. 通过绘制磁场强度与距离、方向的曲线图，可以直观地描绘磁场的分布。
六、实验结论1. 霍尔效应可以有效地测量磁场强度。
2. 磁场强度与距离、方向有关，随距离的增加而减小，随方向的改变而改变。
3. 通过实验，我们掌握了磁场的基本概念和磁场线的分布规律，为进一步研究磁场在生活中的应用奠定了基础。
七、实验注意事项1. 实验过程中，确保霍尔元件与磁铁平行，以免影响测量结果。
2. 调节磁铁与霍尔元件的距离时，注意观察数字多用表显示的电压值，以免超出测量范围。
3. 实验结束后，整理实验器材，保持实验室整洁。
八、实验拓展1. 研究不同形状、不同材料的磁铁的磁场分布。
2. 利用霍尔效应测量地球磁场的强度和方向。
3. 探究磁场在生活中的应用，如磁悬浮列车、磁共振成像等。
大学物理实验报告之磁场描绘
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；cm 0.1（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（）、铝合金靠尺cm 30三、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：（1）I N x R R B ⋅+⋅=2/32220)(2µ式中为真空磁导率，为线圈的平均半径，为圆心到该点的距离，为线µR x N 圈匝数，为通过线圈的电流强度。
因此，圆心处的磁感应强度为：I 0B （2）I N RB ⋅=200µ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,线圈之间的距离正好等于圆形线圈的半径。
这种线圈的特d R 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。
设为亥姆霍兹线圈中轴线上某点离中心点处的距离，则亥姆霍兹线圈轴线上z O 任意一点的磁感应强度为：（3）⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎟⎠⎞⎜⎝⎛−++⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎟⎠⎞⎜⎝⎛++⋅⋅⋅=′−222/322202221z R R z R R R I N B µ而在亥姆霍兹线圈上中心处的磁感应强度为：O ′0B （4）RI N B ⋅⋅=′2/3058µ四、实验内容：载流圆线圈和亥姆霍兹线圈轴线上各点磁感应强度的测量。
磁场描绘 - 电磁学实验
磁场描绘 - 电磁学实验磁场是物理学中一个比较重要的概念，通过磁场，我们可以描述磁铁或者电流产生的现象。
在这篇文章中，我将重点介绍磁场的定义、性质以及磁场的描绘方法。
磁场是指磁力所作用的区域。
磁场是由一个物体或者电流所产生的，在这个区域内，如果有其他物体或者电流进入，它们就会受到磁场力的作用。
磁场力也被称之为磁力，磁力是一种非接触力，它的作用方向垂直于磁场的方向并与运动方向垂直。
磁场有很多性质，其中最基本的性质就是它具有方向和大小。
磁场的方向通常用箭头来表示，箭头指向的方向是磁场力作用的方向。
磁场力的大小与磁场的强度成正比，即强磁场会产生更强的磁场力，而弱磁场会产生较弱的磁场力。
磁场的强度与磁场力的大小没有直接的联系，因为磁场力的大小取决于所受力物体的电流等参数。
磁场的强度是用磁通量密度来描述的。
磁通量密度是指单位面积内的磁通量，是磁场的物理量之一。
磁通量是磁场通过一个面积的大小。
在国际单位制中，磁通量密度的单位为特斯拉（T）。
磁场有两种不同的表示方法：矢量场和磁力线。
磁场线是一种从磁场起点到终点的虚拟线条，沿着磁场线的方向测量的磁力是相同的。
在静电场中，磁力线是离散的，但在动态磁场中，它们会形成连续的环路。
磁力线的密集程度表示出磁场强度的大小，密集程度越大则磁场强度越强。
另一方面，矢量场是通过矢量来描绘磁场的方向和强度。
在矢量场中，每一个点都有一个箭头，这个箭头是沿着磁场方向的，箭头长度表示磁场强度的大小。
矢量场和磁力线是两种不同的描绘方法，通常用于不同类型的磁场。
在电磁学实验中，磁场描绘是一项重要的任务，因为磁场是用于控制电磁波、制造电动机、磁力计等设备的基本元素之一。
为了能够更好地理解磁场特性，我们需要使用磁场描绘的方法。
我们可以通过实验仪器获取磁场的数据，然后将这些数据输入到计算机中进行分析和建模，以获得对磁场的更深入理解。
总之，磁场是一个比较复杂的概念，它具有很多性质和特性。
磁场的描绘方法主要有磁力线和矢量场两种方法，它们都能够有效地描绘和分析磁场的特性和行为。
磁场描绘实验报告
磁场描绘实验报告磁场是我们日常生活中经常接触到的物理现象，然而对于磁场的理解和描绘仍有很多的未知和困惑。
为了更好地了解磁场的本质和特性，我们进行了磁场描绘实验，以期得到更加深入的认识和理解。
实验过程：首先，我们使用电流表测量了一个螺线管的电流与磁场之间的关系。
随着电流的增加，磁场的强度也逐渐增大。
这表明电流在螺线管中可以产生磁场，从而证实了安培环流定理。
接下来，我们将一个小指南针放在螺线管的中央，然后在螺线管两端的磁场中移动指南针。
通过观察指针的指向，我们可以清楚地看到磁场强度和方向的变化。
然后，我们将一个圆形磁铁放在桥架上，然后在其周围的不同位置使用指南针测量磁场的强度和方向。
我们发现磁场在磁铁两端的强度最大，但磁场方向在不同位置是不一样的。
这是因为磁铁产生的磁场是一个磁偶极子，其方向垂直于磁极之间的连线。
最后，我们使用磁铁和螺线管进行了电动势实验。
当磁铁通过螺线管时，会产生电动势和电流。
这表明磁场和电场之间存在密切的联系，而电动势的大小取决于磁场的强度和变化率。
实验结论：通过上述实验，我们得出了以下结论：1.电流在螺线管中可以产生磁场，磁场强度随电流增大而增大。
2.磁铁产生的磁场是一个磁偶极子，磁场方向垂直于磁极之间的连线。
3.磁铁两端的磁场强度最大，但磁场方向在不同位置是不一样的。
4.电动势的大小取决于磁场的强度和变化率。
实验意义：磁场描绘实验让我们更深入地了解了磁场的本质和特性，增加了我们对物理学的理解和认识。
同时，学习和掌握磁场的基本原理和相关知识将有助于我们更好地理解电磁学和电动力学，为未来的科研和创新打下坚实的基础。
磁场的描绘实验报告
磁场的描绘实验报告一、实验目的1、掌握用磁感线描绘磁场的方法。
2、了解不同磁场的分布特点。
二、实验原理磁场是一种看不见、摸不着的特殊物质，但可以通过它对放入其中的磁体产生力的作用来感知其存在。
在磁场中，小磁针静止时北极（N 极）所指的方向就是该点磁场的方向。
我们可以通过在磁场中放置许多小磁针，然后观察它们的指向，来描绘出磁场的分布情况。
三、实验器材1、条形磁铁、蹄形磁铁各一块。
2、玻璃板一块。
3、铁屑若干。
4、小磁针若干。
四、实验步骤1、把玻璃板平放在桌面上，在玻璃板上均匀地撒上一层铁屑。
2、把条形磁铁放在玻璃板下方，轻轻敲击玻璃板，观察铁屑的分布情况。
3、用小磁针在磁场中不同位置静止时 N 极的指向，来确定磁场的方向，并在纸上标记出来。
4、用同样的方法，对蹄形磁铁进行实验。
五、实验现象与分析1、条形磁铁现象：铁屑在磁场的作用下形成了一些有规律的曲线，从磁铁的 N 极出发，回到 S 极。
分析：这些曲线就是磁感线，它形象地描绘了磁场的分布情况。
在磁铁的两极附近，磁感线密集，表示磁场较强；在磁铁的中间部分，磁感线较稀疏，表示磁场较弱。
2、蹄形磁铁现象：铁屑同样形成了从 N 极出发，回到 S 极的曲线，但与条形磁铁的磁感线分布有所不同。
分析：蹄形磁铁的两极较为扁平，所以磁感线在两极附近的分布更加集中和密集，而在中间的空洞部分，磁感线较为稀疏。
六、实验注意事项1、撒铁屑时要均匀且适量，避免铁屑堆积影响实验效果。
2、轻敲玻璃板时，力度要适中，以免破坏铁屑的分布。
3、小磁针使用时要轻轻放置，避免其剧烈摆动影响指向的准确性。
七、实验拓展与思考1、如何用实验方法确定磁场的强弱？我们可以通过观察铁屑的密集程度来大致判断磁场的强弱。
铁屑越密集的地方，磁场越强；铁屑越稀疏的地方，磁场越弱。
但这种方法只是一种定性的判断，如果要更精确地测量磁场的强弱，需要使用专门的磁场测量仪器，如高斯计。
2、磁场在实际生活中的应用电动机：利用磁场对电流的作用，将电能转化为机械能。
实验6磁场的描绘
实验6 磁场的描绘【实验简介】在工业、国防、科研中都需要对磁场进行测量，测量磁场的方法有不少，如冲击电流计法、霍耳效应法、核磁共振法、天平法、电磁感应法等等，本实验介绍电磁感应法测磁场的方法，它具有测量原理简单，测量方法简便及测试灵敏度较高等优点。
磁感应强度是一个矢量，对它的测量既要测大小，又要测方向，测磁场的方法很多，在此实验中是用探测线圈去测交变磁场。
【实验目的】1.了解用电磁感应法测交变磁场的原理和一般方法，掌握FB201型交变磁场实验仪及测试仪的使用方法。
2.测量载流圆形线圈和亥姆霍兹线圈的轴向上的磁场分布。
3.了解载流圆形线圈（或亥姆霍兹线圈）的径向磁场分布情况。
4.研究探测线圈平面的法线与载流圆形（亥姆霍兹线圈）的轴线成不同夹角时所产生的感应电动势的值的变化规律。
【实验原理及设计】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32200222()N IR B R X μ=+ (1)式中N 0为圆线圈的匝数，X 为轴上某一点到圆心的O ’的距离，70410H mμπ-=⨯，磁场的分布图如图1所示。
. .图1图2本实验取N 0＝400匝，I=0.400A ，R=0.106m ，圆心O ’处x=0，可算得磁感应强度为：330.948410,1034110m B T B T --==⨯ =⨯(1) 亥姆霍兹线圈两个相同圆线圈彼此平行且共轴，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，这对线圈称为亥姆霍兹线圈，如图2所示。
这种均匀磁场在科学实验中应用十分广泛，例如，显像管中的行，场偏转线2. 用电磁感应法测磁场的原理m B B sin t ω= 磁场中一探测线圈的磁通量为cos sin m NSB t θωΦ= 式中：N 为探测线圈的匝数，S 为该线圈的 截面积，θ为B与线圈法线夹角，如图3所示。
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2﹑按照电路图将其中一个线圈串联入电路。
3﹑闭合电源开关，调节电源，尽可能使U比较大，最后固定一个U。
4﹑选择合适的坐标，沿轴线方向每隔两个小孔取一个孔，用探测线圈在选中的孔中测一下U（转动探测线圈，使它所在的位置使多用表的读数最大），记下此时小孔的坐标和多用电表读数，取8组数据。
实验六、磁场的描绘
实验时间：2010.11.11 .
实验概述
【实验目的及要求】
1.研究载流圆线圈轴线上磁场的分布，加深对毕奥—萨伐尔定律的理解；
2.掌握感应法测磁场的原理和方法；
3.考察亥姆霍兹线圈的磁场的均匀区
【仪器及用具】
音频信号发生器（具有功率输出）、晶体管万用表（MF-20型）、亥姆霍兹线圈实验装置、探测线圈等.
指导教师评语及成绩
【评语】
成绩：指导教师签名：
批阅日期：
预习报告张贴处
0.92
-5.0
1.48
1.41
0.54
0.5
2.03
0.96
-4.0
1.45
1.38
0.63
0.59
2.08
0.98
-3.0
1.38
1.31
0.73
0.68
2.11
1
-2.0
1.28
1.22
0.83
0.78
2.12
1
-1.0
1.16
1.1
0.95
0.89
2.12
1
0.0
1.05
1
1.07
1
2.12
离O点距离/cm
线圈1U/mv
线圈1U/u
线圈2U/mv
线圈2U/u
双线圈U/mv
双线圈U/u
-9.0
1.25
1.19
0.32
0.3
1.56
0.74
-8.0
1.35
1.29
0.35
0.33
1.71
0.81
-7.0
1.43
1.36
0.41
0.38
1.84
0.87
-6.0
1.47
1.4
0.47
0.44
1.95
【实验原理】
1、载流圆线轴线上的磁场分布
设圆线圈的半径为R，匝数为N，在通以电流I时，则线圈轴线上的一点P的磁感应强度B等于
B= (16-1)
式中 为真空磁导率，x为P点坐标，原点在线圈中心。线圈轴上磁场B与x的关系，如图16-1所示。
2、亥姆霍兹线圈轴线上的磁场分布
亥姆霍兹线圈是由一对半径R、匝数N均相同的圆线圈组成，二线圈彼此平行而且共轴，线圈间距离正好等于半径R。如图16-2所示，坐标原点取在二线圈中心连线的中点O.
1﹑按照电路图将其中一个线圈串联入电路。
2﹑闭合电源开关，调节电源，尽可能使U比较大，最后固定一个U。
3﹑取好坐标，沿轴线方向每隔两个小孔取一个孔，用探测线圈在选中的孔中测一下U（转动探测线圈，使它所在的位置使多用表的读数最大），记下此时小孔的坐标和多用电表读数，取8组数据。
4﹑改变电流方向，重复步骤3。
给二线圈通以同方向、同大小的电流I,它们对轴上任一点P产生的磁场的方向将一致。A线圈对P点的磁感应强度 等于
= （16-2）
B线圈对P点的磁感应强度 等于
= （16-3）
详细请查阅实验书（2），页码：
（由于实验书与实验室的仪器有区别，请适当选择原理写于实验报告）
实验内容
【实验方案设计】（测量及调节方法）
5﹑改变电流方向，重复步骤4。
6﹑按照电路图将另一个线圈串联入电路。
7﹑重复步骤3﹑4﹑5
8﹑按照电路图将两个线圈并联起来，使两个线圈产生的磁场是同向的。
9﹑重复步骤4﹑5
10﹑将电流，电压调至最小，关闭电源。
【数据表格】（画出数据表格，写明物理量和单位）
激励电流I=20.0mA频率=120.0Hz
0.91
7.0
0.41
0.39
1.43
1.34
1.82
0.86
8.0
0.36
0.34
1.35
1.26
1.68
0.79
9.0
0.31
0.3
1.24
1.16
1.53
0.72
【数据处理及结果】
【讨论】
实验操作都很简单，但是要控制好激励电流和频率的固定不变.另外是选取零点，一般取在两圆线圈中间，线圈与零点距离可直接读出，也可取在两线圈左右，只是做出U/u—x图象不形成对称图形。
1
1.00.930.89 Nhomakorabea1.19
1.11
2.13
1.01
2.0
0.82
0.78
1.3
1.21
2.12
1
3.0
0.71
0.68
1.4
1.31
2.11
1
4.0
0.62
0.59
1.46
1.36
2.08
0.98
5.0
0.54
0.51
1.49
1.39
2.03
0.96
6.0
0.46
0.44
1.49
1.4
1.93
5﹑按照电路图将两个线圈并联起来，使两个线圈产生的磁场是同向的。
6﹑取好坐标，沿轴线方向每隔两个小孔取一个小孔，用探测线圈在选中的位置中测一下U（转动探测线圈，使它所在的位置使多用表的读数最大），记下此时小孔的坐标和多用电表读数，取8组数据。
【实验过程】（应包括主要实验步骤、观察到的现象、变化的规律以及相应的解释等）