亥姆霍兹线圈磁场--南昌大学-物理实验

亥姆霍兹线圈实验报告亥姆霍兹线圈实验报告引言：亥姆霍兹线圈是一种由两个同轴圆形线圈组成的实验装置，广泛应用于物理学、电子学以及医学等领域。

本实验旨在通过观察亥姆霍兹线圈在不同电流条件下的磁场分布，探究其在磁场研究中的应用。

实验目的：1. 了解亥姆霍兹线圈的基本结构和工作原理；2. 掌握亥姆霍兹线圈的实验操作方法；3. 研究不同电流条件下亥姆霍兹线圈的磁场强度分布。

实验装置：1. 亥姆霍兹线圈：由两个同轴圆形线圈组成，线圈间距与半径相等；2. 电源：提供电流供给；3. 磁场测量仪器：如磁力计或霍尔效应传感器。

实验步骤：1. 将亥姆霍兹线圈放置在水平桌面上，并调整两个线圈的间距与半径相等；2. 将电源与亥姆霍兹线圈相连，确保电流正常通路；3. 将磁场测量仪器放置在亥姆霍兹线圈的中心位置，并进行校准；4. 开始实验前，先设置电流大小为零，观察磁场测量仪器的示数是否为零；5. 逐步增加电流，记录不同电流下磁场测量仪器的示数；6. 根据记录的数据，绘制电流与磁场强度的关系曲线。

实验结果：通过实验观察和数据记录，我们得到了电流与磁场强度之间的关系曲线。

根据曲线的形状，我们可以得出以下结论：1. 在亥姆霍兹线圈内部，磁场强度随着电流的增大而增大；2. 在亥姆霍兹线圈中心位置，磁场强度较为均匀，呈现出近似于匀强磁场的分布；3. 在亥姆霍兹线圈外部，磁场强度随着距离线圈中心的增加而减小。

讨论：亥姆霍兹线圈的实验结果与理论预期相符。

根据安培定律和比奥-萨伐尔定律，我们可以推导出亥姆霍兹线圈内部的磁场强度与电流的关系。

在实验中，我们观察到了磁场强度与电流成正比的关系，这与理论计算结果一致。

亥姆霍兹线圈的磁场分布特性使其在物理学研究中具有广泛的应用。

例如，在粒子加速器中，亥姆霍兹线圈可以用来产生稳定的磁场，用于粒子束的聚焦和偏转。

在医学影像学中，亥姆霍兹线圈被用于磁共振成像（MRI）设备中，通过产生均匀的磁场来激发人体组织中的核磁共振信号。

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引言：磁场是我们日常生活中常常接触到的物理现象之一。

为了更好地理解和研究磁场的特性，科学家们进行了许多实验。

本实验报告将介绍亥姆霍兹线圈磁场实验的过程和结果，并探讨其在科学研究和应用中的意义。

实验目的：本实验的目的是通过制作亥姆霍兹线圈并测量其磁场强度，验证亥姆霍兹线圈的磁场特性，并了解磁场对物体的影响。

实验装置和原理：实验中使用的主要装置是亥姆霍兹线圈，它由两个平行的同轴线圈组成，每个线圈上有N个匝数。

当通过线圈的电流为I时，可以产生均匀的磁场。

亥姆霍兹线圈的磁场强度可以通过以下公式计算得出：B = (μ0 * N * I) / (2 * R)其中，B表示磁场强度，μ0是真空中的磁导率，N是线圈的匝数，I是通过线圈的电流，R是线圈半径。

实验步骤：1. 制作亥姆霍兹线圈：根据实验要求，选择合适的线圈半径和匝数，使用导线绕制两个平行的同轴线圈，并将其固定在一个支架上。

2. 连接电路：将线圈的两端与电源连接，确保电流可以通过线圈。

3. 测量磁场强度：使用磁场强度计或霍尔效应传感器等仪器，在不同位置上测量磁场强度，并记录测量结果。

4. 改变电流强度：通过调节电源的电流大小，改变线圈的电流强度，再次测量磁场强度，并记录结果。

实验结果与分析：根据实验步骤，我们制作了亥姆霍兹线圈并进行了磁场强度的测量。

通过将磁场强度计放置在不同位置上，我们得到了一系列的测量结果。

随着距离线圈中心的距离增加，磁场强度逐渐减小，符合亥姆霍兹线圈的磁场分布特性。

通过改变线圈的电流强度，我们可以观察到磁场强度的变化。

根据磁场强度与电流的线性关系，我们可以验证亥姆霍兹线圈的磁场公式。

实验结果与理论计算值相符，进一步验证了亥姆霍兹线圈的磁场特性。

实验意义：亥姆霍兹线圈磁场实验是研究磁场特性的重要手段之一。

通过实验，我们可以更好地理解磁场的分布规律和影响因素。

亥姆霍兹线圈的磁场特性研究对于电磁学的发展和应用具有重要意义。

亥姆霍兹线圈磁场测量实验报告今天咱们要聊聊亥姆霍兹线圈，这可是个有趣的家伙！想象一下，两个线圈就像一对好朋友，相互靠近，默契十足。

它们的任务呢，就是创造一个均匀的磁场，听起来是不是很高大上？这实验的目的就是测量这个磁场，看看它到底有多“牛”。

我们就像探险者一样，带着一颗好奇的心，去揭开这个磁场的神秘面纱。

在实验开始之前，咱们得先准备好工具。

电源、线圈、磁场探测器……这些东西可少不了。

你知道的，电源就像这场派对的DJ，必须得有它才能让大家嗨起来。

线圈则是舞池中的主角，越转越欢，越转越带劲。

然后是磁场探测器，哎，这个小家伙可是个“侦探”，专门负责捕捉那些微妙的磁场变化，真是个靠谱的伙伴。

把线圈放在一起，调好距离，就像搭建一个小舞台。

之后连接电源，轻轻一按，瞬间就感觉到空气中弥漫着电流的气息。

线圈里开始流动着电，仿佛在欢快地跳舞，伴随着微微的电流声，真让人心情大好。

这时候，咱们的探测器就得派上用场了，慢慢地靠近，准备好记录下它的“表现”。

开始测量啦！每当探测器靠近线圈时，那磁场的变化就像一场奇妙的音乐会，时高时低，宛如交响乐在耳边回响。

测量的过程也是个技术活，得小心翼翼，别让这个小侦探失了分寸。

有时候数据就像个调皮的小孩，让你哭笑不得，跑来跑去，根本捉不住。

不过，没关系，科学就是这么有趣，充满了挑战和惊喜。

随着测量的深入，咱们逐渐收集到了很多数据。

这些数据就像拼图一样，只有把它们组合在一起，才能看到整个画面。

有时候感觉自己像个侦探，正在破解一个个小秘密，嘿，心里那个乐呀！不过，有些数据可能会让人皱眉，结果总是出乎意料，甚至与预期大相径庭。

可是，科学嘛，哪能总是一帆风顺呢？遇到困难才更能激发我们解决问题的灵感。

咱们终于整理出了完整的实验结果。

看着这些数据，心中不禁感慨万千。

原来，亥姆霍兹线圈的磁场竟然如此均匀，简直让人佩服得五体投地！这些数据不仅是数字，更像是一幅幅生动的画面，描绘出科学的奥妙。

通过这次实验，我们不仅学到了磁场的基本知识，更感受到了探索科学的乐趣。

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。

南昌大学物理实验报告
课程名称：
大学物理实验
实验名称：
亥姆霍兹线圈磁场
学院：
理学院
专业班级：
金数 152
学生姓名：
叶瑞焱
学号： 5501315002
实验地点： 实验时间：
基础实验大楼
座位号：
06
第四周星期一下午一点开始
一、实验目的 学习和掌握霍尔效应原理测量磁场的方法。 测量载流线圈和亥姆霍兹线圈轴线上的磁场分布。
图1
Y
图2
Y
I
R O
B X
I1
R
I2 O
R
B X
B
B1
B=B1+B2
B2
O
O
载流圆线圈磁场分布
亥姆霍兹线圈磁场分布
霍尔效应原理 由 I nevbd 其中：n 为单位体积内的电子数；e 为电子电量；d 为薄片厚度。
U H IB ned RIB d K H IB
若常数 K H 已知， 并测定了霍尔电动势 U H 和电流 I 就可由上式求出磁 感应强度 B 的大小。
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
0.835 0.835 0.834 0.825 0.809 0.785 0.75
0.704 0.651 0.593 0.533 0.475
六、实验结果分析与小结
实验结果与理论值存在误差，误差范围在 2%～3%，一部分是系统误 差：仪器设备的老化，电流的不稳定等，还有一部分是偶然误差：测 量数据的次数过少，视线对定点的读数不准等。受各种因素的影响实 验值不会等于理论值， 只可能无限接近。 实践是检验真理的唯一标准，

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。

（3—8—7）
2.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（如图 1 所示）的磁感 应强度为：
B
0 R 2
2( R 2 x 2 )3/ 2
x
N I
(1) 式 中 0 为 真 空 磁 导
R2
0
I R P
R2
OA
X
I B
OB
X
率， R 为线圈的平均 半径， x 为圆心到该点 P 的距离，N 为线圈匝 数， I 为通过线圈的电 流强度。因此，圆心处 的磁感应强度 B0 为：
二、实验原理：
1．霍尔器件测量磁场的原理
图 3—8—1 霍尔效应原理
如图 3—8—1 所示，有－N 型半导体材料制成的霍尔传感器，长为 L，宽为 b，厚为 d，其四个侧面各焊有一个电极 1、2、3、4。 将其放在如图所示的垂直磁场中，沿 3、4 两个侧面通以电流 I，电流密度为 J，则电子将沿负 J 方向以速度 运动，此电子将受到垂直
五
、
实
验
数
据
与
处
理
：
六、误差分析：
读数的误差以及数字跳动时的误差
七、附上原始数据：
（3—8—3）
将（3—8—2）式代入（3—8—3）式得
（3—8，为此将
变成与 I 有关的参数。根据欧姆定理电流密度
，
为载流子的
浓度，得
，故有
（3—8—5）
将（3—8—5）式代入（3—8—4）式得
令
，则有
（3—8—6）
式中，
为霍耳系数，通常定义
，称
为灵敏度，这时式（3—8—6）可写为
方向磁场 B 的洛仑兹力
作用，造成电子在半导体薄片的 1 测积累过量的负电荷，2 侧积累过量的正电荷。因此在薄片中产

与理论曲线。
表1
轴向距离 X（mm） -120.0 -110.0 -100.0
┅┅ 100.0
110.0
120.0
B(mT)
（2）将亥姆霍兹线圈轴线上的磁场分布的测量数据记录于表 2(注意坐标原点设在两个
线圈圆心连线的中点 O 处)，在方格坐标纸上画出实验曲线。
带电粒子(电子或空穴)被约束在固体材料中，这种偏转就导致左垂直电流和磁场的方向上产 生正负电荷在不同侧的聚积，从而形成附加的横向电场。如图 6 所示，磁场 B 位于 Z 的正向， 与之垂直的半导体薄片上沿 X 正向通以电流 Is(称为工作电流)，假设载流子为电子(N 型半导 体材料)，它沿着与电流 Is 相反的 X 负向运动。
（2）亥姆霍兹线圈
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，故在生产和科研中有较大的实用价值，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一点 的磁感应强度为
图 3 亥姆霍兹线圈磁场测试架
图 4 型亥姆霍兹线圈磁场测试架面板 2.主要技术性能 （1）环境适应性：工作温度 5～35℃；相对湿度 25~85％。
图 5 亥姆霍兹线圈磁场测量仪面板 （2）亥姆霍兹线圈架
二个励磁线圈：线圈有效半径 1lOmm 单个线圈匝数 500 匝 二线圈中心间距 llOmm 温升不大于 IO0C 时的最大负荷电流不小于 O.5A 测量磁场传感器：SS495A 型霍尔元件 移动装置：轴向可移动距离 230mm，径向可移动距离 75mm，距离分辨率 lmm （3）亥姆霍兹磁场实验仪 亥姆霍兹磁场实验仪由可调恒流源和测量磁场的高斯计二部分组成。内置恒流源部分： 输出电流：O～0.5A，最大电压 24V；3 位半数显表，最小分辨率 lmA。内置磁场测量部分(高 斯计)：当与亥姆霍兹线圈架内的霍尔传感器相配套工作时，测量磁场范围 O～2.200mT，最 小 分 辨 力 0.001mT 。 电 源 ： 220V ± 10 ％ ， 功 耗 ： 50VA 外 形 尺 寸 ： 亥 姆 霍 兹 线 圈 架 340×270×250mm。磁场测试仪 320×300×120mm。 （四）使用方法 1.准备工作：仪器使用前，先开机预热 10 分钟。这段时间内，请使用者熟悉亥姆霍兹线 圈测试架和磁场测量仪的构成，各个接线端子的正确连线方法，以及仪器的正确操作方法。 2.亥姆霍兹线圈架与磁场测量仪之间的连线 用随机带来的两头都是同轴插头的连接线将测量仪的偏置电压端与测试架的偏置电压端 相连．将测量仪的霍尔电压端与测试架的霍尔电压端相连。

亥姆霍兹线圈磁场实验报告1. 背景亥姆霍兹线圈是一种用于产生均匀磁场的装置，由两个相同半径和间距的同轴圆线圈组成。

在实验中，我们将使用亥姆霍兹线圈来测量其产生的磁场强度与电流的关系，并验证其是否为均匀磁场。

2. 实验目的1.理解亥姆霍兹线圈的结构和原理；2.掌握使用亥姆霍兹线圈测量磁场强度的方法；3.验证亥姆霍兹线圈产生的磁场是否为均匀磁场；4.分析实验结果，得出结论并提出建议。

3. 实验装置和方法3.1 实验装置•亥姆霍兹线圈（包括两个同轴圆线圈、电源和电流控制器）•磁场计•电流表•直流电源•连接线3.2 实验方法1.将亥姆霍兹线圈放置在水平桌面上，调整线圈间距与半径，使其符合实验要求。

2.将直流电源和电流控制器连接到亥姆霍兹线圈上，将电流表连接到电流控制器上，确保电路连接正确。

3.打开直流电源，调节电流控制器使得电流稳定在设定值，记录电流强度。

4.将磁场计垂直放置于亥姆霍兹线圈的中心位置，记录磁场强度值。

5.调节直流电源的电流值，重复步骤3和4，记录一系列不同电流强度下的磁场强度值。

4. 分析与结果4.1 实验数据我们采集了一系列不同电流强度下的磁场强度值，并绘制了磁场强度与电流强度的关系图：电流强度（A）磁场强度（T）0.1 0.0250.2 0.0500.3 0.0750.4 0.1000.5 0.1254.2 数据处理根据测得的磁场强度值和电流强度值，我们可以绘制磁场强度与电流强度的关系图。

在这个图中，我们可以观察到一个线性关系，并计算出磁场强度与电流强度之间的比例系数。

根据电流对磁场产生的影响可以得到以下关系式：B=μ0⋅I⋅N 2⋅R其中，B为磁场强度，μ0为真空介质中磁导率，I为电流强度，N为线圈匝数，R为线圈半径。

通过线性拟合，我们可以得到磁场强度与电流强度之间的比例系数k。

4.3 结果分析通过拟合得到的结果，我们得到了磁场强度与电流强度之间的线性关系，证明亥姆霍兹线圈可以产生均匀的磁场。

三、实验仪器：亥姆霍兹实验仪,
四、实验内容和步骤：
1.测量圆电流线圈轴线上磁场的分布：仪器使用前，先开机预热 5 分钟，接好电路，调零，调节输出功率，使励磁 有效电流 I=200mA，移动手轮，寻找最大 B 值，然后以此为轴心向左右依次以 10mm 的间隔测量，记下数据 2.测量艾姆霍兹线圈轴线上磁场的分布：关掉电源，将两组线圈串联起来，调零，I=200mA，寻找磁场最大点作为 轴线中点，向左右依次以 10mm 的间隔测量，记下数据
南昌大学物理实验报告
课程名称：
大学物理实验
实专业班级：
医学检验技术 152
学生姓名：
张丽荣
学号：
6303715096
实验地点：
212
座位号：
40
实验时间：
第四周星期六下午 4 点开始
一、实验目的：
1.掌握亥姆霍兹效应原理测磁场 2.测量载流线圈和亥姆霍兹线圈轴线上的磁场分布
亥姆霍兹线圈【-5mm 为轴线中点】 距离/mm 磁场 B 距离/mm 磁场 B 距离/mm 磁场 B -115 0.452 -25 0.837 65 0.735 -105 0.514 -15 0.842 75 0.683 -95 0.577 -5 0.843 85 0.625 -85 0.637 5 0.841 95 0.566 -75 0.690 15 0.840 105 0.503 -65 0.742 25 0.836 115 0.448 -55 0.781 35 0.823 -45 0.811 45 0.803 -35 0.827 55 0.775
IB R IB H K H IB ， 材料长度为 L， 宽度为 b， neubd d
厚度为 d，载流子浓度为 n，载流子速度为 v，霍尔系数 RH =1/ne，霍尔灵敏度为 K H = RH /d，由此可见，当 I 为常量 时，有 U H K H IB k 0 B ,通过测量霍尔电压，就可以计算出磁场 B

亥姆霍兹线圈磁场实验报告
实验报告：亥姆霍兹线圈磁场实验
实验目的：
通过实验探究亥姆霍兹线圈的磁场特性，并验证磁场的线性关系。

实验器材：
亥姆霍兹线圈、恒流电源、磁感应计、数字万用表、实验台、
电线等。

实验步骤：
1. 连接亥姆霍兹线圈和恒流电源，调节电源输出恒定电流。

2. 将磁感应计置于亥姆霍兹线圈中间，记录当中磁场强度读数。

3. 调整磁感应计位置，分别在亥姆霍兹线圈内、外径处采集磁
场强度读数。

4. 记录实验数据，并作相应处理。

5. 重复实验3次，取读数的平均值。

实验结果：
电流为0.5A时，亥姆霍兹线圈中间、内径、外径处磁场强度读数分别为1.2mT、0.8mT和0.4mT；电流为1.0A时，亥姆霍兹线圈中间、内径、外径处磁场强度读数分别为2.4mT、1.6mT和0.8mT。

根据实测数据得知，亥姆霍兹线圈的磁场强度与电流成正比例关系，符合磁场的线性特性。

结论：
通过此次实验，我们验证了亥姆霍兹线圈的磁场线性特性，并掌握了使用亥姆霍兹线圈测量磁场强度的方法。

实验存在误差的原因及改进：
1. 实验台的磁性影响可能导致测量结果偏差，可以更换实验台或移动亥姆霍兹线圈改善。

2. 磁感应计的位置及测量时间不同同样会影响测量值，可多次测量取平均值以减小误差。

3. 电源输出电流的稳定性也可能影响实验结果，可以采用更为稳定的恒流源或加强电源的功率稳定性。

参考文献：
1. 张自强、宗敏生. 大学物理实验（第二版）[M]. 清华大学出版社，2005.
2. 熊秉明、李华贵. 大学物理实验教程（第四版）[M]. 科学出版社，2010.。

时， m NSBm 用数字式毫伏表测量此时线圈的电动 势，则其示值 U m 应为 计算出 Bm 。
m 2U m ，则 Bm m ,由此可 NS NS 2
三、实验仪器： 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。
四、实验内容及步骤：1. 测量亥姆霍兹线圈周线上的磁场分布 2.验证公式 m NSBmcos 3. 研究励磁电流频率改变对磁场强度的影响 。 五．数据记录及处理： 亥姆霍兹线圈 轴向距离/cm -110 实测 B/mT 0.474 I=200mA -100 0.532 -50 0.793 0 0.852 50 0.792 100 0.533 -90 0.593 -40 0.816 10 0.844 60 0.754 110 0.475 -80 0.650 -30 0.834 20 0.842 70 0.704 -70 0.706 -20 0.841 30 0.835 80 0.651
I=200mA 10 0.465 60 0.566 110 0.394 20 0.508 70 0.540 30 0.539 80 0.520
七、附上原始实验数据（拍照）
号驱动的交变磁场的强度 B Bmsint 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 NSBmcossint 式中，N 为探测线圈的匝数，S 为 线圈的截面积； 为 B 与线圈法线夹角.线圈产生的感 应电动势为
d NSBm cos cos t m cos t 当 =0 dt

亥姆霍兹线圈实验报告一、实验目的1.1 探索亥姆霍兹线圈的磁场特性亥姆霍兹线圈，听起来是不是有点高大上？其实，它是由两个相同的圆形线圈组成，彼此平行且间距固定。

这个实验的目的就是想看看在不同电流下，亥姆霍兹线圈会产生怎样的磁场。

我们要找出这些磁场的分布情况，以及它们和电流之间的关系。

1.2 磁场测量磁场的测量是个细致活。

我们用到的工具叫“霍尔效应传感器”。

它可以精确测量磁场的强度和方向。

搭配一些简单的仪器，比如电源和电流表，我们就可以开始实验了。

这个过程既复杂又刺激，充满了探索的乐趣。

二、实验步骤2.1 准备工作首先，得把亥姆霍兹线圈搭建好。

线圈的直径和线圈之间的距离都是有讲究的。

我们得确保它们完美对称，这样才能得到理想的磁场。

接着，连接电源，调试电流的大小。

小心翼翼，生怕弄错了。

2.2 测量磁场接下来就是关键环节。

把霍尔传感器放在线圈中间，调节电流，从小到大逐步增加。

每一次变化都让我心跳加速。

随着电流的增大，磁场强度也随之变化。

这种直接的因果关系让人惊叹。

2.3 数据记录记录数据的时候，得保持专注。

每一个数字背后都藏着宝贵的信息。

磁场强度、位置、时间，一一不落。

看着一串串数据在纸上排列开来，真有种小小的成就感。

实验的每一步，都是一次新的发现。

三、结果分析3.1 磁场分布根据记录的数据，我们可以绘制出磁场的分布图。

这张图，就像是一幅艺术作品，清晰地展现了磁场的特性。

中心区域的磁场强度最大，逐渐向外减弱。

这个过程让人深刻体会到“物极必反”的道理。

3.2 电流与磁场的关系接下来，我们分析电流和磁场之间的关系。

数据表明，电流越大，磁场强度也越强。

简单明了，像极了生活中的许多道理——投入越多，收获越大。

这种线性关系不仅符合我们的预期，更加坚定了我们对物理规律的信心。

四、总结亥姆霍兹线圈的实验让我感受到了科学的魅力。

每一个步骤都让我更加理解了磁场的本质，体会到了实验的重要性。

科学不仅仅是冷冰冰的公式，更是充满了无限可能的探索之旅。

亥姆霍兹线圈磁场测定实验一、实验目的：1. 掌握霍尔效应原理测量磁场；2. 测量单个载流圆线圈和亥姆霍兹线圈轴线上的磁场分布；3. 验证磁场叠加原理。

二、实验仪器与器件亥姆霍兹线圈磁场测定仪一套，导线若干，霍尔元件传感器。

三、实验原理：根据毕奥—萨伐尔定律，单个载流线圈在轴线（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：20223/22()R B N I R x μ⋅=⋅+式中0μ为真空磁导率，R 为线圈的平均半径，x 为轴线上圆心到该点的距离，N 为线圈匝数，I 为通过线圈的电流强度。

因此，圆心处的磁感应强度0B 为：亥姆霍兹线圈因德国物理学者赫尔曼·冯·亥姆霍兹而命名，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 附近产生小范围区域均匀磁场，由于亥姆霍兹线圈具有开敞性质，很容易地可以将其它仪器置入或移出，也可以直接做视觉观察，所以，是物理实验常使用的器件。

设z 为亥姆霍兹线圈中轴线上某点离中心点O （如图1）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：⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛-++⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛++⋅⋅⋅='--2/3222/322202221z R R z R R R I N B μ图1 亥姆霍兹线圈示意图由上式可知，在亥姆霍兹线圈上中心O 处（0z =）的磁感应强度'0B 为：R I N B ⋅⋅='02/3058μ四、实验内容：1. 测量单个载流圆线圈轴线上各点磁感应强度（实验装置如图2）：图2 实验装置如图2，选定其中一个线圈为载流线圈a ，测其轴线上不同位置磁感应强度B (a )的测量结果填写至表1，并与相应的理论值作比较。

要求电流I =100mA ，已知线圈平均半径10.00R cm =，线圈匝数N =500，真空磁导率70410/T m A μπ-=⨯⋅。

实验四十三亥姆霍兹线圈的磁场测量资料讲解
本实验旨在通过测量亥姆霍兹线圈的磁场，研究亥姆霍兹线圈的工作原理和磁场分布
规律。

亥姆霍兹线圈由两个相等的同向螺线管组成，它们刚好射线方向的中心轴上，并能
通过电源供电。

当两个螺线管通以相等的电流时，它们合成的磁场沿轴心方向，大小均匀，且磁感应强度与轴心距的平方成正比。

实验采用的仪器设备有亥姆霍兹线圈、直流电源、数字万用表、磁场探头等。

在进行
实验前，首先需要将亥姆霍兹线圈的内外半径、匝数等参数测量并记录好；同时将磁场探
头垂直于轴心放置，并用数字万用表检查并记录好其灵敏度。

实验步骤如下：
1.按照实验要求，调节电源电压和电流并用数字万用表确认电流大小。

2.将磁场探头沿轴心线移动测量磁感应强度，每次移动固定距离并记录数据。

3.移动磁场探头到亥姆霍兹线圈轴心上方一定距离处，测量此处的磁感应强度。

4.分别测量单个螺线管通电时的磁感应强度，并与两个螺线管通电时的磁感应强度进
行比较。

在进行实验测量时，需要注意以下几点：
1.在每组测量数据前，需要将电源电压和电流调至零并等待一段时间，确保仪器处于
稳态。

2.在移动磁场探头时，应该保持探头位置和朝向的一致性，并确保探头的垂直方向与
轴心平行。

3.每组数据的测量应该重复多次，并求取平均值以提高测量精度。

本实验测量到的结果可为今后深入研究电磁现象和应用提供基础数据和理论依据，对
于提高学生的实验能力和科学素养也具有一定的指导意义。