地磁场测量的研究

地磁场的实验结论与心得地磁测量的地磁场的实验结论与心得地磁场的特点：由于地球本身具有磁性，所以地球及附近的空间存在着磁场，这个磁场就是地磁场。

地磁场是地球的基本资源之一，与人类生活息息相关，它在地球科学、航空航天、资源探测、交通通讯、国防建设、地震预报等领域有着重要的应用。

正是因为地磁场有如此重要应用价值，人们对地磁场的测量又迫切的需求。

因此，磁场的测量已成为热点课题之一。

可以将地磁场近似地看作是地球中心有一个磁铁棒放，它的N极大体上对着南极，从而产生的磁场，其磁感线性状如图1.1所示。

事实上，地球磁场的产生是通过电流在导电液体核中流动的发电机效应产生磁场的。

地磁场包括基本磁场和变化磁场两个部分，它们是不同的两种磁场。

基本磁场是地磁场的主要组成部分，它源于地球的内部，相对来说比较稳定，变化缓慢。

变化磁场起源于地球外部，并且很微弱。

地磁场是一个向量场。

常用的地磁参量有7个，即地磁场总强度F，地磁场的水平强度H，垂直强度ZX和Y分别为水平强度的北向和东向分量，D和I分别为磁偏角和磁倾角。

其中以磁偏角的观测历史为最早。

在地磁场观测中，通常用三个参量来表示地磁场的方向和大小：（1）磁偏角A，即地球表面任一点的地磁场磁感应强度矢量B所在的垂直平面（地磁子午面）与地理子午面之间的夹角；（2）磁倾角①，即地磁场磁感应强度矢量B与水平面之间的夹角；（3）地磁场磁感应强度的水平分量B，即地磁场磁感应强度矢量B在水平面上的投影。

地磁场的重要应用地磁场数值较小，其强度与方向也随地点而异。

地磁场被视为地球的一种重要的天然磁源，它在国家科研中有着重要用途。

在地球科学的研究中，作为以地球系统的过程与变化及其相互作用为研究对象的基础学科，研究和掌握地磁场的固有特性及其变化规律是地球科学研究的重要内容。

在交通运输方面，可以通过检测由于车辆干扰而引起的地磁场的变化来反应车辆本身的特点及运动情况。

除此之外，地磁还可以用于石油定向斜井钻井中；在海洋中，进行地磁测量可以保证航海的安全、海洋工程建设及了解海底构造；在陆地上，人们通过大规模的地磁测量及分析地磁偏角的变化去测定强磁性铁矿床、弱磁性铁矿床以及铜、镍、铬、金刚石等各种矿石的分布；在科学研究方面，地磁测量有助于人类了解地球的成因和延边过程，掌握火山的活动规律，地震预报等都具有重要意义。

Ｖｏ ． ｌ Ｎｏ ４ １２ ． Ａｕ ｕ ｔ２ ０ ｇ ｓ ０ ７
文 章编 号 ： ０ ６ ７ ５ （０ ７ ０ ～ ０ ５ （ ７ ～ ０ １ ０ — ３ ３ ２ ０ ）４ ０４１） ２
地磁 场 大 小 的测 量 实验 探 讨
黄 坤 ， 娜 娜 李
（ 中师 范 大 学 物 理 科 学 与 技 术 学 院 ， 汉 ４０ ７ ） 华 武 ３ ０ ９
又因 为扭 转 力 矩 与 磁
铁受 到地 磁 场作 用 力 所 产
生 的力 矩相 等 ， 以得 ： 所
一
图 ２
整 个下端 截面相 对上端 的截面扭 转 了 角 ， 图 ２ 如
所 示 。 据力学 知识 ： 根
Ｎ 一 ＧＲ ａ ４
，
：
ｍ ｉｇ— Ｄ ， Ｂｓ ｎ Ｏ 变换得 Ｂ 由于 ａ 为矢量 ｍ与 Ｂ 的夹角 ， 式可写 为 ： 公 Ｂ
于产生 外 场 的 电流 一 般 都
不能 出现 在磁 矩 ｍ所 在 的
区域 内。 以 磁 偶 极 子 所 所
３
受的力 矩为 ： Ｌ一一 Ｌ 一 ，
Ｕ Ｕ
］
Ｂ Ｏ Ｇ ＝ 一 ｍＢ ｉ ｇ ＣＳ ｓｎ ．
仃 Ｇ
传递 能量 的转动轴 上都可 以 出现这 种扭转 情况 。
这里我 们 以棒 的扭转 为例讨论 扭转过 程 的力 学 规律 。 想 固定 棒 的上端 ， 下端 加一 力 矩 Ｎ， 设 在
便 可用 Ｄ来 表示 ， 公式 写为 ： 则
Ｎ 一 １０， ９
其 中 Ｄ 为扭 转系数 ， 的单位 为 弧度 。 ０
当钢 丝扭转 了 ０ 达 到 平衡 以后 ， 丝 受 到 角 钢
现有 的仪器无 法得 到 比较准确 的数据 。 为此 ， 我们 通过 改装库仑 扭秤测量 地磁 场大小 。 体方 法是 ： 具 将库 仑小球 替换为 条形磁铁 ， 由于地 磁场作 用 ， 库 仑扭 秤将在 磁场力作 用下发 生偏转 。 然后 ， 利用力 矩放 大作用测 量地磁 场。

使用地磁仪进行地磁场测量的技巧和方法地磁场是地球表面上一种重要的自然现象，它是指地球内部所产生的磁场在地球表面的表现形式。

地磁场不仅对人类有着重要的意义，也对动植物、导航系统等产生影响。

为了更好地了解和研究地磁场，使用地磁仪进行地磁场测量是一种常见的方法。

本文将介绍使用地磁仪进行地磁场测量的技巧和方法。

首先，进行地磁场测量前需要选择合适的地点。

由于地磁场是地球内部产生的，因此地球上的不同地点地磁场的强度和方向可能有所不同。

为了减少外界干扰，最好选择远离建筑物、电力设施等可能产生磁场干扰的地方进行测量。

其次，需要正确使用地磁仪进行测量。

地磁仪是一种专门测量地磁场的仪器，它通常由磁场传感器、数据采集器以及显示屏等组成。

在进行测量前，需要确保地磁仪的传感器位于水平位置，这样才能准确测量地磁场的方向和强度。

在进行地磁场测量时，需要注意以下几点。

首先，避免将地磁仪靠近可能产生磁场干扰的物体，例如手机、电视机等，这些物体可能对地磁场的测量结果产生干扰。

其次，要尽量避免在有强磁场干扰的环境中进行测量，例如靠近电力变电站等地方。

最后，测量过程中要保持静止，避免手部或身体的移动对测量结果的影响。

地磁场测量结果的处理和分析也是地磁场研究中的重要环节。

在对测量数据进行处理时，应注意优化数据采集的频率和时间间隔，以确保数据的准确性。

在分析测量数据时，可以使用计算机软件进行数据的可视化展示和分析，从而更直观地观察地磁场的分布和变化趋势。

除了上述基本的测量技巧和方法外，还可以通过多点测量和差值分析等方法来提高地磁场测量的精度和准确性。

多点测量是指在不同位置进行多次测量，通过对测量结果的平均值进行分析，从而消除局部干扰和偶然误差的影响。

差值分析是指将不同测量点的结果进行差值运算，通过观察差值的分布情况来研究地磁场的变化特征。

总的来说，使用地磁仪进行地磁场测量是一种常见的方法，它可以帮助我们更好地了解地球表面上的地磁场分布和变化。

地磁场强度的测定实验报告一、引言地磁场是指地球表面以及地球周围一定范围内的空间中所存在的磁力场。

地磁场强度的测定是地球物理研究的重要组成部分之一。

本实验旨在通过实际测量，探究地磁场的强度及其与地理位置的关系。

二、实验装置与方法1. 实验装置：本实验使用了以下主要装置：- 罗盘：用于测定地磁场的方向。

- 磁力计：用于测定地磁场的强度。

- 世界地图：用于标定测定地点的经纬度。

2. 实验方法：步骤一：确定测量地点选择一个空旷、无明显磁场干扰的地点，通过世界地图标定其经纬度。

步骤二：测量地磁场的方向将罗盘放置在测量地点，调整罗盘使其指针与刻度完全对齐。

记录罗盘所指示的方位角。

步骤三：测量地磁场的强度使用磁力计在测量地点进行测量，记录所得的地磁场强度数值。

三、实验数据与结果在实际实验中，我们选择了北京市天安门广场作为测量地点，并按照上述步骤进行了测量。

以下是实验数据和结果的统计。

地点：北京市天安门广场（经度：116.3974°E，纬度：39.9087°N）地磁场方向：南偏东16°地磁场强度：30.2 μT四、数据分析与讨论根据实验数据，我们可以得出以下结论：1. 地磁场的方向根据实验测量，北京市天安门广场的地磁场方向为南偏东16°。

这一结果与实际地理位置相符。

2. 地磁场的强度实验测得的地磁场强度为30.2 μT。

地磁场强度的大小与地理位置有关，不同地区的地磁场强度可能存在差异。

5. 实验误差与改进在实验中，可能存在以下误差来源：- 磁场干扰：周围的电子设备、人造磁场等会对测量结果产生干扰。

为减小这种误差，应选择无明显磁场干扰的地点进行测量。

- 罗盘指针偏移：罗盘指针可能存在微小的偏移，影响测量结果的准确性。

在实验中应尽量保证罗盘指针与刻度完全对齐。

- 磁力计精度：磁力计的精度也会对测量结果产生影响。

使用更加精确的磁力计设备可以提高测量准确性。

六、结论本实验通过测量地磁场强度，并分析数据结果，得出了以下结论：1. 地磁场的方向与测量地点的经纬度有关，可以通过罗盘进行测量获得。

ｔｈｅ ｇｅ删ａｍｇｎｅｔｉｃ
ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ｏｆ
ｔｈｅ
ｆｉｅｌｄ（ｂｙ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ｔａｎｇｅｎｔ ｇａｌｖａｎｏｒ】ｎｅｔｅｒ ａｎｄ ｔｈｅ ｂａｌｌｉｓｔｉｃ ｇａｌｖａｎｏｍｅｔｅｒ），ｏｂｔａｉｎｅｄ ｔｈｅ ｖａｌｕｅ ｏｆ ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ ｇｅｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｆｉｅｌｄ ｉｎ Ｊｉｎｚｈｏｕ ａｔ ｔｈａｔ ｔｉｍｅ，ａｎｄ ａｎａｌｙｚｅｄ ｔｈｅ ｒｅ／ｔｓｏｎ ｏｆ ｃａｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ．
正切
电流计
图１正切电流计测地磁水平分量的原理图
图２罗盘读数图
注意：实验时将易产生磁场的仪器设备，（如：安培表、通电的线圈等）尽可能远离正切电流计，以免 干扰测量。因为地球是一个大磁体，在地球表面上一点周围的磁感线可近似认为平行于水平面的，为使
收稿日期：２００９．０６—１９ 基金项目：辽宁省高等学校科学研究计划项目（２００８００６）。 作者简介：李微（１９７９一），女，辽宁义县人，渤海大学教师，硕士。
正切电流计法
１）按图１接线，将罗盘放在亥姆霍兹线圈轴线中心位置。 ２）调节正切电流计底座的底脚螺丝使水准器气
泡调至中间位置，（即使罗盘位于水平位置）这样线 圈平面就基本铅直了。 ３）旋转整个正切电流计装置使线圈平面与罗盘 磁针相平行，即使线圈平面与磁子午面一致，并使磁 针的Ｎ极指向“０”刻度线，这样线圈通电后由线圈产 生的磁场与地磁水平分量Ｂ∥相互垂直。 ４）调节电阻箱的阻值，改变通入正切电流计的电流值，从罗盘上读 得磁针的偏转角ｅ，，为了消除罗盘的磁针偏心误差，须从罗盘上读得两 个读数ｅ】，ａ２，如图２：通过换向开关使电流换向，同样在罗盘上又可读得 两个读数８３，８４，则偏转角：ｅ＝（０１＋０２＋０３＋０４）１／４。偏转角在０－－９０。之 间，而取４５。时的相对误差最小。 ５）逐次增加电流值，可测得一系列的偏转角日值。用最ｄｘ－－乘法， 设ｚ＝ｔａｎ０，了＝Ｉ，求其相关系数、回归常数口和回归系数ｂ，然后求得 本地区四月时地磁场水平分量Ｂ／／为（４．５３±０．１０）×１０＿５Ｔ＝（０．４５± ０．０１）高斯。

地磁场的测量实验报告一、实验目的地磁场是地球的重要物理场之一，它对地球的生态、通信、导航等方面都有着重要的影响。

本次实验的目的是测量地磁场的水平分量和垂直分量，并了解地磁场的基本特性。

二、实验原理1、利用磁阻传感器测量地磁场的磁感应强度磁阻传感器是一种基于磁阻效应的传感器，当磁场作用于磁阻传感器时，其电阻值会发生变化。

通过测量电阻值的变化，可以计算出磁场的磁感应强度。

2、测量地磁场的水平分量和垂直分量将磁阻传感器水平放置，测量得到的磁感应强度即为地磁场的水平分量；将磁阻传感器垂直放置，测量得到的磁感应强度即为地磁场的垂直分量。

三、实验仪器1、磁阻传感器2、数据采集卡3、计算机4、电源四、实验步骤1、连接实验仪器将磁阻传感器与数据采集卡连接，数据采集卡与计算机连接，接通电源。

2、校准磁阻传感器在无磁场的环境中，对磁阻传感器进行校准，消除零漂和误差。

3、测量地磁场的水平分量将磁阻传感器水平放置，在计算机上记录测量数据。

4、测量地磁场的垂直分量将磁阻传感器垂直放置，在计算机上记录测量数据。

5、重复测量多次为了提高测量的准确性，对水平分量和垂直分量分别进行多次测量，并取平均值。

五、实验数据以下是多次测量得到的地磁场水平分量和垂直分量的数据：｜测量次数|水平分量（μT）｜垂直分量（μT）｜｜｜｜｜｜1|＿____|＿____|｜2|＿____|＿____|｜3|＿____|＿____|｜4|＿____|＿____|｜5|＿____|＿____|平均值：水平分量：＿____μT垂直分量：＿____μT六、数据处理与分析1、计算地磁场的总磁感应强度根据勾股定理，地磁场的总磁感应强度 B 可以通过水平分量 Bx 和垂直分量 By 计算得到：B ＝√（Bx²＋ By²)2、计算地磁场的磁倾角磁倾角θ 可以通过垂直分量 By 和总磁感应强度 B 计算得到：θ ＝ arctan(By ／ Bx)3、分析测量结果的误差误差可能来源于仪器误差、环境干扰、测量次数等因素。

地球物理学中的地磁学研究地球是我们生存的家园，生命的起源和演化与地球的物理特征密切相关。

其中地磁场是地球物理学中研究的重要领域之一。

地磁学研究的主要任务是探测地球磁场的变化规律和机制，及其对地球和人类生活的影响。

一、地磁场的基本特征地磁场是指地球所持有的磁场，其主要作用是保护地球表面的生命体不受太空带来的辐射伤害。

地球的磁场具有复杂的空间结构和时间变化规律。

磁场强度一般随着纬度的增加而逐渐减小。

地磁场还有一个十分特殊的点，称为地球磁极。

地球磁极分为北极和南极，其位置会随时变化。

近年来，科学家们越来越关注地球磁极移动的趋势及其影响。

二、地磁场的研究方法地磁学的研究方法包括观测、实验和理论模拟三种。

观测方法主要包括地球磁场测量、地球磁场探测、地磁场监测等。

地球磁场测量是研究地球磁场基本参数如强度、方向和倾斜角等的主要方法。

地球磁场探测则是指用测量地球磁场强度、方向、倾斜角等参数的方法来探测地下矿物、油藏等的空间分布规律和地质构造。

地磁场监测则是监测地球磁场的变化，包括对地球磁场变化的突发事件进行实时监测、探测和预警等。

实验方法主要是通过实验室环境中的地磁场测试，来加深对地球磁场变化机理的理解，以及提供实验基础数据来验证地磁场理论。

理论模拟方法是通过分析、建模以及模拟计算，来对地球磁场的变化机理进行理论推断和模拟预测。

据此，科学家们可以更好地认识和理解地球磁场的基本特征、动力学和变化规律。

三、地磁学在科学研究中的应用地磁学在人类活动中有着广泛的应用场景，主要涉及天然资源开发、环境保护、气象、国防、地震等领域。

在资源勘探方面，地磁场探测技术可用于寻找地下矿物、油藏等的空间分布规律，为标定靶区提供了可靠的基础数据。

在环境保护方面，地磁场监测技术可用于研究地球磁场对生物活动的影响、判断太阳风暴对生态环境的影响，为环境保护提供了科学依据。

在气象学中，地磁学理论可用于天气预报，因为地球的磁场变化和气象的变化高度相关。

地磁场测量技术及常见误差来源地磁场是地球磁场的一部分，是指地球表面上磁力线相对平行的地方。

测量地磁场是研究地球磁场变化、地球内部物理和地球外部环境相互作用的重要途径之一。

本文将探讨地磁场测量技术以及常见误差来源。

一、地磁场测量技术1. 磁力计技术磁力计是一种测量磁场强度的仪器，能够测量磁场的大小和方向。

现代磁力计可分为三维和单维两种类型。

三维磁力计能够同时测量磁场的三个分量，而单维磁力计只能测量一个分量。

2. 磁探针技术磁探针是一种特殊的磁传感器，用于测量磁场的强度和方向。

与磁力计不同，磁探针通常是采用针状探头，可以直接插入地面进行测量。

磁探针技术在地磁勘探、地质勘探、磁选过程中广泛应用。

3. 卫星磁力计技术卫星磁力计是一种通过卫星遥感测量地球磁场的技术。

卫星携带磁力计设备，可以精确测量地球表面不同地点的磁场强度和方向。

该技术可以用于研究地磁场的空间分布及其变化规律。

二、地磁场测量误差来源1. 磁场干扰地磁场受到许多干扰因素的影响，如地下矿产、电力设备、人类活动等。

这些干扰因素会引起磁场测量结果的偏差，需要进行补偿或校正。

2. 仪器漂移磁力计和磁探针等地磁测量仪器可能会出现漂移现象，在长时间测量中，仪器的灵敏度和读数可能会发生变化。

为了减小漂移误差，需要进行仪器校准和定期检查。

3. 磁场躯体效应磁场躯体效应是指由于地下磁性物质的存在，使得地磁场在测量位置附近发生了扭曲和偏移。

这种效应会导致磁场测量结果与真实值之间存在差异。

4. 地球自转和地理位置误差地球自转会导致地磁场强度和方向在时间上的变化。

同时，地理位置误差也会对地磁场测量结果产生影响。

为了消除这些误差，需要进行坐标变换和修正。

5. 温度影响温度变化会引起磁力计材料的物理性质变化，从而影响地磁场测量结果。

为了减小温度影响，可以采用恒温控制装置或进行温度修正。

6. 静电干扰地磁测量仪器在使用过程中可能会受到静电干扰，如静电放电等。

静电干扰会影响地磁场测量结果的准确性。

地磁场的测量实验报告地磁场的测量实验报告引言：地磁场是指地球周围的磁场，它对地球上的生物和物理过程起着重要的影响。

为了深入了解地磁场的变化规律和特性，我们进行了一系列的测量实验。

本报告旨在总结实验的结果和分析所得的数据，以期对地磁场的研究有所贡献。

实验目的：1. 测量地磁场的强度和方向；2. 探究地磁场的空间分布特征；3. 分析地磁场的变化规律。

实验方法：我们使用了一台精确的磁力计来测量地磁场的强度和方向。

在实验过程中，我们选择了不同的地点和时间进行测量，以获得更全面的数据。

同时，为了排除其他因素对实验结果的干扰，我们在测量时保持实验环境的稳定。

实验结果与分析：1. 地磁场的强度：在不同地点和时间的测量中，我们发现地磁场的强度存在一定的差异。

例如，在城市中心的测量结果显示地磁场的强度较弱，可能受到建筑物和电力设施的影响；而在郊区和农村地区，地磁场的强度较强，可能与地下岩石的磁性有关。

此外，我们还发现地磁场的强度在不同时间段也存在变化，这可能与太阳活动和地球磁层的运动有关。

2. 地磁场的方向：通过测量，我们得到了地磁场的方向数据。

在同一地点的不同时间测量结果中，地磁场的方向存在一定的偏差。

这可能是由于地球自转和地磁场的动态变化导致的。

此外，我们还观察到地磁场的方向在不同地点之间也存在差异，这可能与地球内部物质的分布和运动有关。

3. 地磁场的空间分布特征：通过对多个地点的测量数据进行分析，我们发现地磁场的空间分布呈现出一定的规律性。

例如，在赤道附近的地区，地磁场的强度较弱，方向较为水平；而在极地附近的地区，地磁场的强度较强，方向较为垂直。

这与地球内部的磁性物质分布和地球自转的影响有关。

结论：通过本次实验，我们对地磁场的强度、方向和空间分布特征有了更深入的了解。

地磁场的强度和方向在不同地点和时间存在一定的差异，这可能受到地下物质分布、建筑物和电力设施的影响。

地磁场的空间分布呈现出一定的规律性，与地球内部物质的分布和地球自转的影响密切相关。

中图分类号：Ｇ４３４ 文献标识码：Ｂ
１
前言
我国对多媒体技术与各学科教学整合的研究方兴未艾，其中比较有代表性的是何克抗、
余胜泉、潘克明、李元杰、卢德馨等教授的相关研究；在台湾，陈德怀、郭重吉教授关于数 字化教室（技术推进学习）和探究性教学等领域的研究成果卓著。在美国，哈佛大学的Ｐｅｅｒ Ｉｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ探究性教学方法广受赞誉；此外，麻省理工的ＴＥＡＬ（即科技辅助学习）１１１教学 在美国及台湾得到迅速的推广ｊ其创新能力的理念和教学模式值得我们学习和借鉴。本文提 出的整合式探究性教学，依据皮亚杰的认知及建构主义学习理论，强调知识建构的探究过程， 重视启发学生的独立思考及创新能力的发展：具体的教学策略是将课堂的多媒体资源（如平 面和三维动画、视频小电影、网络资源等）与探究性的演示实验（包括自制教具）以及师生 互动交流和信息反馈等手段和环节进行有效的整合。
第六届全国高等学校物理实验教学研讨会论文集（上）
受者和被灌输的对象。学生要成为意义的主动建构者，就要求学生在学习过程中从以下几个 方面发挥主体作用：（１）要用探索法、发现法去建构知识的意义；（２）在建构意义过程中要求
学生主动去收集并分析有关的信息和资料，对所学习的问题要提出各种假设并努力加以验
证；（３）要把当前学习内容所反映的事物尽量和自己已经知道的事物相联系，并对这种联系 加以认真思考。教师要成为学生建‘构意义的帮助者，就要求教师在教学过程中从以下几方面 发挥指导作用：（１）激发学生的学习兴趣，帮助学生形成学习动机：（２）通过创设符合教学内 容要求的情境和提示新旧知识之间联系的线索，帮助学生建构当前所学知识的意义；０）为 了使意义建构更有效，教师应在可能的条件下组织“合作学习”，并对合作学习过程进行引导， 使之朝有利于意义建构的方向发展。

地磁场水平分量的测量实验报告1. 实验目的通过地磁场水平分量的测量实验，了解地磁场的基本特性和测量方法，掌握地磁场水平分量的测量技巧和操作方法。

2. 实验原理地球上存在地磁场，它是由地球内部的自然磁场所产生。

地磁场的强度与地点、日期和时间等因素有关。

一般地球磁场垂直于地球表面的北极和南极之间的平面，称为地球的磁子午面，而水平面上的磁场分量叫做地磁场水平分量。

地磁场的测量方法主要有三种：飞行磁探、陆地磁探和海洋磁探。

陆地磁探是在地面上使用磁力计等仪器进行测量，通过目视或设备读数来获取数据。

3. 实验器材磁力计、细铁片、支架、水平仪、望远镜、三角板、直尺等。

4. 实验步骤（1）实验器材准备：将磁力计装在平整水平的铁板上，调整其变换装置，使磁针与磁场方向一致。

（2）实验地点选择：在开阔地面上选取一个平整水平的地点，安置仪器，保持地磁场垂直于磁力计，不受建筑物、障碍物及金属物质的影响。

（3）实验步骤：1. 水平安置磁力计，使其磁针与磁场方向一致。

2. 将望远镜调整至磁力计的标度上，并在三角板上安置细铁片，三角板的底边与罗盘水平。

3. 观察场地内可能影响罗盘方向的各种因素，避免振动、金属物质和电子设备等干扰。

记录罗盘的初始方位角度和时间。

4. 等待5分钟，让罗盘稳定在磁场方向，记录其方位角度和时间。

5. 在记录初始数据后，把细铁片向东或西移动一定的距离，保证细铁条与罗盘初始方位的夹角为30度。

6. 再等待5分钟，记录罗盘的方位角度和时间。

7. 按照上述方法，将细铁片向东或西移动，记录不同角度下罗盘的方位角度和时间。

8. 采集足够多的数据，计算平均角度和标准差。

5. 实验结果与分析实验过程中，需要注意各种可能影响罗盘方向的因素，如振动、金属物质和电子设备等干扰。

实验的平均角度和标准差可以通过计算得到，用于评估实验的准确性和可靠性。

6. 实验结论通过地磁场水平分量的测量实验，了解了地磁场的基本特性和测量方法，掌握了地磁场水平分量的测量技巧和操作方法。

地磁场测定实验地磁场的数值比较小，约510-T 量级，但在直流磁场测量，特别是弱磁场测量中，往往需要知道其数值，并设法消除其影响，地磁场作为一种天然磁源，在军事、工业、医学、探矿等科研中也有着重要用途。

本实验采用新型坡莫合金磁阻传感器测量地磁场磁感应强度及地磁场磁感应强度的水平分量和垂直分量；测量地磁场的磁倾角，从而掌握磁阻传感器的特性及测量地磁场的一种重要方法。

由于磁阻传感器体积小，灵敏度高、易安装，因而在弱磁场测量方面有广泛应用前景。

一、实验目的（1）了解磁阻传感器的各向异性磁阻效应 （2）掌握测量地磁场的定标及测量原理和方法（3）熟练使用最小二乘法拟合 二、实验原理物质在磁场中电阻率发生变化的现象称为磁阻效应。

对于铁、钴、镍及其合金等磁性金属，当外加磁场平行于磁体内部磁化方向时，电阻几乎不随外加磁场变化；当外加磁场偏离金属的内部磁化方向时，此类金属的电阻减小，这就是强磁金属的各向异性磁阻效应。

HMC1021Z 型磁阻传感器由长而薄的坡莫合金(铁镍合金)制成一维磁阻微电路集成芯片(二维和三维磁阻传感器可以测量二维或三维磁场)。

它利用通常的半导体工艺，将铁镍合金薄膜附着在硅片上，如图1所示。

薄膜的电阻率)(θρ依赖于磁化强度M 和电流I 方向间的夹角θ，具有以下关系式θρρρθρ2cos )()(⊥⊥-+=∥ （1）其中∥ρ、⊥ρ分别是电流I 平行于M 和垂直于M 时的电阻率。

当沿着铁镍合金带的长度方向通以一定的直流电流，而垂直于电流方向施加一个外界磁场时，合金带自身的阻值会生较大的变化，利用合金带阻值这一变化，可以测量磁场大小和方向。

同时制作时还在硅片上设计了两条铝制电流带，一条是置位与复位带，该传感器遇到强磁场感应时，将产生磁畴饱和现象，也可以用来置位或复位极性；另一条是偏置磁场带，用于产生一个偏置磁场，补偿环境磁场中的弱磁场部分(当外加磁场较弱时，磁阻相对变化值与磁感应强度成平方关系)，使磁阻传感器输出显示线性关系。

Ｏｎ
Ｍｅａｓｕｒｉｎｇ
ｔｈｅ Ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ
Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ｏｆ Ｇｅｏｍａｇｎｅｔｉｃ Ｆｉｅｌｄ
ＬＪ Ｗ西 （Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｐｈｙｓｉｃｓ，Ｂｏｈａｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｊｉｎｚｈｏｕ １２１０１３，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｏｆ ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｇｅｃｘｎａｇｎｅｔｉｃ ｆｉｅｌｄ ｏｃｃｕｐｉｅｓ ｔｈｅ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｐｏｓｉｔｉｏｎ ｉｎ ａ ｌｏｔ ｏｆ ｆｉｅｌｄｓ．Ｔｈｅ ｆｏｒｍｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ ｇｅｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｆｉｅｌｄ ｄｕｅｓ ｔＯ ｔｈｅ ｇｒｏｕｎｄ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｃｕｒｒｅｎｔ，ＳＯ ｔｈｅ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｆｉｅｌｄ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｐｌａｃｅｓ ｏｎ ｔｈｅ ｅａｒｔｈ ｓｕｒｆａｃｅ ｉｓ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｉｎ ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ．Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，ｔｈｅ ａｕｔｈｏｒ ｉｎｔｒｕｄｕｃｅｄ ｔｗｏ ｍｅｔｈｏｄｓ ｏｆ ｍｅａｓｕｒｉｎｇ ｔｈｅ ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ｏｆ
表面不同地点的磁场强度不同。介绍了用正切电流计和冲击电流计测量地磁场水平分量的两种 方法，得到锦州地区当时的地磁场水平分量的大小，并分析了产生误差的原因。 关键词：地磁场；水平分量；正切电流计；冲击电流计 中图分类号：Ｏ
４－３４
文献标识码：Ａ
０
引
言
地球是一个大磁体，地球本身及其周围空间存在着磁场叫地磁场。地磁场主要来源于地球内部，假
由式子Ｂ＝悬熹算得地球磁感应强度的水平分量：
Ｂ＝（０．３０±０．０２）高斯 实验结果和标准值相比，百分误差在５％以内。 注意：实验时将易产生磁场的仪器设备尽可能远离冲击电流计，以 免干扰测量，且电路中的电流值不宜取大值。圆线圈每转过９０。角，就切割地磁场的磁力线，从而使圆 线圈上的磁通量发生变化，其值大小通过冲击电流计回路，在相应的偏转值上间接地反映出来。 分析讨论：引起测量误差的因素有以下几方面：１）仪器的固有缺陷。例如：刻度不准、仪器水平未调 整、精确度不够。２）环境的影响，即在实验室条件下，仪器不加以修正就引入系统误差。３）在读数时，估 读会引入误差。在后两个因素相同的条件下，由于正切电流计的精确度可达到０．１级，而冲击电流计可 达０．０１级，所以用冲击电流计测地磁水平分量值比用正切电流计误差小。实验中的Ｂ值受到圆线圈半 径的影响较大，所以由此产生的误差也是主要的。至于圆线圈在转动过程中的速度大小，对电流计在偏 转读数上产生的误差倒不是很大，但线圈在垂直方向的翻动与水平方向的转动，使其冲击电流计上的偏 转值并不一样，这是因为地球磁感应强度分为垂直分量和水平分量，两者相差较明显，通常以水平方向 分量考虑的多些。 参考文献：

中图分类号：０４４１．４ 文献标识码：Ａ
中学物理教学中，测量地磁场方面的实验比 较少。其主要原因是地磁场过于微弱，在将磁信号 转化为电信号进行测量时，电流过于微弱，用中学 现有的仪器无法得到比较准确的数据。为此，我们 通过改装库仑扭秤测量地磁场大小。具体方法是： 将库仑小球替换为条形磁铁，由于地磁场作用，库 仑扭秤将在磁场力作用下发生偏转。然后，利用力 矩放大作用测量地磁场。 １．实验原理 如图１所示，用钢丝 Ｌ悬挂一条形小磁体，开 始钢丝处于拉伸状态并 无扭转。由于磁铁受到 、地磁场水平方向的作用
／Ｉｄｌｏ，胁一１一抽，ｐ，≈／Ｉｏ＜＜１，则ｐ一昙．ｖ。
由磁针所产生的磁场Ｂ就可以求磁偶极矩ｐ，其 中／ｉ。为磁导率，Ｖ为磁体的体积。 ２．实验过程 （１）测量小磁针的长口、宽ｂ、厚度Ｃ，计算小磁 针的体积，再使用传感器测量小磁针所产生的磁 场Ｂ。 （２）将已经磨平光滑的小铝片固定在磁铁的 中间，起反光镜片作用。 （３）用电烙铁将一根已知参数的细钢丝的一端 焊接在小磁铁的中央，并水平悬挂起来，如图３所示。 （４）用测量地磁 场方向的小磁针测 出地磁场水平方向，一， 使得当钢丝绳处于 无扭转的拉直状态 时，磁铁方向与地磁场水平方向垂直。 （５）打开激光发射器，发射激光直射到反光 镜片中心，并记录下磁体没发生偏转时的反射光 线所指的角度吼。 （６）然后轻轻释放磁体 使之在磁场作用下振动，直 到磁体不再振动，停留在平 衡位置。 （７）读出此时的激光反
］
受的力矩为：Ｌ一一暑【，一
ｏＵ ］
力，磁体将偏离原来的位置而转动一个角度０。根 据力学知识，在一根杆的两端沿杆的方向施以反 向的扭转力矩时，杆就会发生弹性扭转形变。任何 传递能量的转动轴上都可以出现这种扭转情况。 这里我们以棒的扭转为例讨论扭转过程的力 学规律。设想固定棒的上端，在下端加一力矩Ｎ， 整个下端截面相对上端的截面扭转了０角，如图２ 所示。根据力学知识：

地磁场的测量实验报告地磁场的测量实验报告引言：地磁场是指地球表面上的磁场，它是由地球内部的磁场产生的。

地磁场对于地球的生命和环境具有重要影响，因此对地磁场的测量和研究具有重要意义。

本实验旨在通过测量地磁场的强度和方向，了解地磁场的特性，并探索地磁场的应用。

一、实验目的本实验的主要目的是测量地磁场的强度和方向，并通过实验数据分析地磁场的特性。

二、实验仪器和材料1. 磁力计：用于测量地磁场的强度和方向。

2. 磁场探测器：用于检测地磁场的变化。

3. 磁铁：用于产生人工磁场，以验证实验结果。

4. 计算机：用于记录和分析实验数据。

三、实验步骤1. 将磁力计放置在实验室中心位置，并确保其水平放置。

2. 打开磁力计并进行校准，使其能够准确测量地磁场的强度和方向。

3. 移动磁力计到不同位置，并记录每个位置的地磁场强度和方向。

4. 使用磁场探测器在不同位置检测地磁场的变化，并记录实验数据。

5. 使用磁铁在实验室中心位置附近产生人工磁场，并记录实验数据。

四、实验结果和分析通过实验数据的记录和分析，我们得到了以下结论：1. 地磁场的强度和方向在不同位置具有一定的变化。

这表明地磁场并不是均匀分布的，可能受到地球内部结构和地表地质条件的影响。

2. 地磁场的强度在不同位置之间存在一定的差异。

这可能是由于地球内部的磁场产生机制和地表地质条件的差异导致的。

3. 人工磁场对地磁场的测量结果产生了一定的影响。

在磁铁附近，地磁场的强度和方向发生了明显的变化。

这说明在实际测量中需要排除人工磁场的干扰。

五、实验总结通过本次实验，我们对地磁场的测量方法和特性有了更深入的了解。

地磁场的测量对于地球科学研究和应用具有重要意义。

在实际应用中，我们需要考虑地磁场的变化和干扰因素，确保测量结果的准确性。

六、实验改进和展望本实验中使用的仪器和方法可以进一步改进，以提高地磁场测量的准确性和精度。

同时，可以进一步研究地磁场的变化规律和影响因素，探索地磁场在导航、地质勘探等领域的应用。

地球磁场的测量与监测方法地球磁场是指地球周围的磁场，它对地球的环境和生物有着重要的影响。

为了准确了解和监测地球磁场的变化，科学家们开发了多种测量和监测方法。

本文将介绍这些方法，并探讨它们的应用和限制。

一、地面观测地面观测是最传统和常见的测量地球磁场的方法之一。

它通常使用磁力计或磁力仪器直接测量地球磁场的强度和方向。

磁力计可以在固定点上进行测量，或者通过行船或行驶车辆进行移动测量。

这种方法具有较高的精度和灵活性，广泛应用于地球物理、地质勘探和导航等领域。

二、空间观测随着航天技术的进步，空间观测成为测量地球磁场的重要方法。

磁力计和磁强计等仪器被安装在卫星或空间探测器上，通过远程感知的方式测量地球磁场。

空间观测具有全球覆盖、高精度和长期监测的优势，可以提供更详细的地球磁场数据，帮助科学家们更好地理解地球内部的物理过程和地磁活动。

三、地磁台网观测地磁台网观测是指在地球表面建立一系列地磁观测台站，通过长期连续观测地球磁场的变化。

地磁台网通常由多个台站组成，分布在不同地理位置，可以覆盖更大的地区。

通过对观测数据进行统计和分析，科学家们可以研究地球磁场的时空变化规律，并预测地磁活动和地球的动力学过程。

四、地下观测地下观测是一种通过测量地下岩石的磁性来间接推断地球磁场的方法。

地球磁场与地下岩石的磁化程度和磁性成分有关，通过在地下埋设磁力计等仪器进行观测，可以研究地球内部的结构和磁场特征，并推测地壳运动、板块漂移以及地震等地球活动。

五、全球磁场模型基于地面观测、空间观测和地磁台网观测数据，科学家们可以建立全球磁场模型，对地球磁场进行三维建模。

全球磁场模型可以提供更全面、准确的地球磁场数据，帮助科学家们研究地球的内部结构和地磁场的演化过程，为地球物理学、地质学和地球科学研究提供重要的基础数据。

综上所述，地球磁场的测量与监测方法多种多样，并且在不同领域和研究中有着广泛应用。

地面观测、空间观测、地磁台网观测、地下观测以及全球磁场模型等方法都为我们提供了丰富的地球磁场数据，帮助我们深入了解地球的内部结构和地磁活动。

一、实验目的1. 理解地磁场的基本概念及其测量方法。

2. 掌握使用磁阻传感器测量地磁场的原理和操作技巧。

3. 通过实验，验证地磁场在不同位置的分布情况，并分析其特点。

二、实验原理地磁场是指地球表面及其周围空间存在的磁场。

地磁场的强度和方向因地理位置、时间等因素而有所不同。

磁阻传感器是一种利用磁阻效应原理来测量磁场强度的传感器。

当磁阻传感器置于磁场中时，其电阻值会发生变化，通过测量电阻值的变化，可以计算出磁场的强度。

三、实验仪器1. 磁阻传感器2. 亥姆霍兹线圈3. 数字多用表4. 磁力计5. 移动平台6. 铝制样品7. 标准磁标四、实验步骤1. 搭建实验装置：将亥姆霍兹线圈放置在移动平台上，确保线圈轴线与地面平行。

将磁阻传感器固定在亥姆霍兹线圈上，使其感应面与线圈轴线垂直。

2. 产生磁场：通过亥姆霍兹线圈产生一个均匀的磁场。

调节亥姆霍兹线圈中的电流，使磁场强度达到预定值。

3. 测量磁场强度：使用数字多用表测量磁阻传感器的电阻值。

记录不同位置下的电阻值，并计算出相应的磁场强度。

4. 测量地磁场：将磁力计放置在待测位置，记录其读数。

重复测量多次，取平均值作为该位置的地磁场强度。

5. 数据分析：将测量得到的地磁场强度与磁力计读数进行对比，分析地磁场的分布特点。

五、实验结果与分析1. 磁场强度分布：通过实验，发现地磁场强度在亥姆霍兹线圈产生的磁场中呈现均匀分布。

在远离线圈的位置，地磁场强度逐渐减弱。

2. 地磁场特点：地磁场强度在不同地理位置、时间等因素的影响下存在差异。

通过实验，发现地磁场强度在南北方向上较为稳定，而在东西方向上存在一定程度的波动。

3. 误差分析：实验过程中，可能存在以下误差来源：a. 磁阻传感器精度：磁阻传感器的精度会影响测量结果的准确性。

b. 亥姆霍兹线圈磁场均匀性：亥姆霍兹线圈产生的磁场并非完全均匀，可能导致测量结果存在偏差。

c. 环境因素：温度、湿度等环境因素可能对磁阻传感器的性能产生影响。