华南师范大学霍尔效应测量螺线管磁场实验报告(完成版)

一、实验目的1. 理解磁场的基本概念和特性。

2. 掌握利用不同方法测量磁场的方法和原理。

3. 通过实验加深对电磁学基本定律的理解。

4. 培养实验操作能力和数据处理能力。

二、实验原理磁场是描述磁力作用的空间状态，其基本单位是特斯拉（T）。

本实验主要涉及以下几种磁场测量方法：1. 螺线管磁场测量：利用安培力定律，通过测量电流和螺线管几何尺寸来计算磁场强度。

2. 霍尔效应磁场测量：利用霍尔效应，通过测量霍尔电压和霍尔系数来计算磁场强度。

3. 地磁场测量：利用磁针或磁强计测量地磁场的水平分量和垂直分量。

三、实验器材1. 螺线管实验装置：螺线管、电流表、安培计、尺子等。

2. 霍尔效应实验装置：霍尔元件、稳压电源、毫伏表、导线等。

3. 地磁场测量装置：磁针或磁强计、指南针、水平仪等。

四、实验步骤1. 螺线管磁场测量：1.1. 将螺线管连接到稳压电源和电流表上。

1.2. 通过调节稳压电源，使电流表显示一定电流值。

1.3. 使用尺子测量螺线管的长度、直径和匝数。

1.4. 根据安培力定律计算螺线管内的磁场强度。

2. 霍尔效应磁场测量：2.1. 将霍尔元件连接到稳压电源和毫伏表上。

2.2. 调节稳压电源，使电流表显示一定电流值。

2.3. 使用指南针或磁强计确定磁场方向。

2.4. 通过测量霍尔电压和霍尔系数，计算磁场强度。

3. 地磁场测量：3.1. 将磁针或磁强计放置在水平面上。

3.2. 使用水平仪调整磁针或磁强计，使其水平。

3.3. 使用指南针确定磁场方向。

3.4. 记录磁针或磁强计的读数，计算地磁场的水平分量和垂直分量。

五、实验结果与分析1. 螺线管磁场测量：1.1. 通过实验数据，计算得到螺线管内的磁场强度为X特斯拉。

1.2. 对比理论计算值，分析误差来源。

2. 霍尔效应磁场测量：2.1. 通过实验数据，计算得到磁场强度为Y特斯拉。

2.2. 对比理论计算值，分析误差来源。

3. 地磁场测量：3.1. 通过实验数据，计算得到地磁场的水平分量和垂直分量分别为Z特斯拉和W特斯拉。

螺线管磁场测量实验报告1. 引言嘿，大家好！今天咱们聊聊一个很酷的实验——螺线管的磁场测量。

这可不是小孩子玩的把戏，而是个让人热血沸腾的科学探险！想象一下，您坐在实验室里，周围是一堆奇奇怪怪的仪器，心里满是期待，仿佛下一秒就能发现宇宙的奥秘。

是不是有点小激动呢？2. 实验目的与原理2.1 实验目的那么，为什么我们要做这个实验呢？简单来说，我们想要了解螺线管是如何产生磁场的，或者说，想一窥这背后隐藏的科学原理。

想象一下，螺线管就像个“磁场小精灵”，只要电流一过，它就开始舞动，周围立刻就变得“磁”力十足。

我们的任务就是要量一量这位小精灵的魔力到底有多大。

2.2 实验原理接下来，让我们来聊聊原理。

螺线管就是一根螺旋形的导线，当电流通过它时，里面的电子开始狂欢，形成了一个磁场。

这个磁场的强弱与电流的大小、螺线管的圈数、甚至是周围的环境都有关系。

就像唱歌，声音的大小、乐器的选择，都会影响最后的效果。

科学就是这么有趣，充满了神秘感。

3. 实验步骤3.1 准备工作首先，咱们得准备一切所需的设备。

我们要用到一个螺线管、电流源、安培计、磁力计，还有一些连接线，当然还有我们的好伙伴——实验笔记本。

记得把一切准备好，别忘了安全第一哦，保护好自己，才好探索未知的世界。

3.2 实验过程实验开始的时候，我的心情简直像过山车一样起伏。

我们先将螺线管连接到电源上，慢慢调节电流。

然后，我们用磁力计来测量螺线管不同位置的磁场强度。

每次调整电流时，我心里都在想，“这次会有惊喜吗？”果不其然，随着电流的变化，磁场强度也开始变化，简直像看着气泡在水里冒出来一样，真是让人目不暇接。

当我们把数据记录下来时，心里别提多开心了！一开始的数据就像无头苍蝇一样乱七八糟，但随着我们不断调整，慢慢开始有了规律。

每次数据的变化就像是在解谜一样，真让人有种成就感，仿佛发现了新大陆。

4. 实验结果与分析4.1 数据记录经过一番折腾，我们终于得到了几组数据，真是辛苦不白费！记录下来的数字就像一张张地图，指引着我们探索螺线管的秘密。

第1篇一、实验目的1. 理解霍尔效应的基本原理。

2. 学习使用霍尔效应实验仪测量磁场。

3. 掌握霍尔效应实验的数据记录和处理方法。

4. 通过实验确定材料的导电类型和载流子浓度。

二、实验原理霍尔效应是当电流通过一个导体或半导体时，若导体或半导体处于垂直于电流方向的磁场中，则会在导体或半导体的侧面产生电压，这个电压称为霍尔电压。

霍尔电压的大小与磁感应强度、电流强度以及导体或半导体的厚度有关。

三、实验仪器1. 霍尔效应实验仪2. 直流稳流电源3. 毫伏电压表4. 霍尔元件5. 导线6. 螺线管7. 磁铁四、实验步骤1. 仪器连接与调整- 将霍尔元件放置在实验仪的样品支架上，确保霍尔元件处于隙缝的中间位置。

- 按照实验仪的接线图连接电路，包括直流稳流电源、霍尔元件、螺线管和毫伏电压表。

- 调节稳流电源，使霍尔元件的工作电流保持在安全范围内（一般不超过10mA）。

- 使用调零旋钮调整毫伏电压表，确保在零磁场下电压读数为零。

2. 测量不等位电压- 在零磁场下，测量霍尔元件的不等位电压，记录数据。

3. 测量霍尔电流与霍尔电压的关系- 保持励磁电流不变，逐渐调节霍尔电流，从1.00mA开始，每隔1.0mA改变一次，记录每次霍尔电流对应的霍尔电压值。

- 改变霍尔电流的方向，重复上述步骤，记录数据。

4. 测量励磁电流与霍尔电压的关系- 保持霍尔电流不变，逐渐调节励磁电流，从100.0mA开始，每隔100.0mA改变一次，记录每次励磁电流对应的霍尔电压值。

- 改变励磁电流的方向，重复上述步骤，记录数据。

5. 绘制曲线- 根据实验数据，绘制霍尔电流与霍尔电压的关系曲线和励磁电流与霍尔电压的关系曲线。

6. 数据处理与分析- 根据霍尔效应的原理，计算霍尔系数和载流子浓度。

- 分析实验结果，确定材料的导电类型。

五、注意事项1. 操作过程中，注意安全，避免触电和电火花。

2. 霍尔元件的工作电流不应超过10mA，以保护元件。

3. 在调节电流和磁场时，注意观察毫伏电压表的读数变化，避免超出量程。

物理实验报告3-利用霍尔效应测磁场实验名称：利用霍耳效应测磁场实验目的：a ．了解产生霍耳效应的物理过程；b ．学习用霍尔器件测量长直螺线管的轴向磁场分布；c ．学习用“对称测量法”消除负效应的影响，测量试样的S H I V-和M H I V -曲线； d ．确定试样的导电类型、载流子浓度以及迁移率。

实验仪器：TH －H 型霍尔效应实验组合仪等。

实验原理和方法：1. 用霍尔器件测量磁场的工作原理如下图所示，一块切成矩形的半导体薄片长为l 、宽为b 、厚为d ，置于磁场中。

磁场B 垂直于薄片平面。

若沿着薄片长的方向有电流I 通过，则在侧面A 和B 间产生电位差B A H V V V-=。

此电位差称为霍尔电压。

半导体片中的电子都处于一定的能带之中，但能参与导电的只是导带中的电子和价带中的空穴，它们被称为载流子。

对于N 型半导体片来说，多数载流子为电子；在P 型半导体中，多数载流子被称为空穴。

再研究半导体的特性时，有事可以忽略少数载流子的影响。

霍尔效应是由运动电荷在磁场中收到洛仑兹力的作用而产生的。

以N 型半导体构成的霍尔元件为例，多数载流子为电子，设电子的运动速度为v ，则它在磁场中收到的磁场力即洛仑兹力为B ev F m⨯-= F 的方向垂直于v 和B 构成的平面，并遵守右手螺旋法则，上式表明洛仑兹力F 的方向与电荷的正负有关。

自由电子在磁场作用下发生定向便宜，薄片两侧面分别出现了正负电荷的积聚，以两个侧面有了电位差。

同时，由于两侧面之间的电位差的存在，由此而产生静电场，若其电场强度为x E ，则电子又受到一个静电力作用，其大小为xE eEF = 电子所受的静电力与洛仑兹力相反。

当两个力的大小相等时，达到一种平衡即霍尔电势不再变化，电子也不再偏转，此时，BV E x= 两个侧面的电位差b E V x H =由nevbd I =及以上两式得BH I ned V )]/(1[= 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。

700223霍尔效应法测螺线管磁场（实验23）霍⽿效应法测螺线管磁场实验报告【⼀】实验⽬的及实验仪器实验⽬的1.了解和熟悉霍尔效应的重要物理规律2.熟悉集成霍尔传感器的特性和应⽤，掌握测试霍尔效应器件的⼯作特性3.学习⽤霍尔效应测量磁场的原理和⽅法4.学习⽤霍尔器件测绘长直螺线管的轴向磁场分布实验仪器FD-ICH-II 新型螺线管磁场测定仪【⼆】实验原理及过程简述霍尔元件如图4-23-1所⽰。

若电流I流过厚度为d的半导体薄⽚，且磁场B垂直于该半导体，于是电⼦流⽅向由洛伦磁⼒作⽤⽽发⽣改变，在薄⽚两个横向⾯a，b之间应产⽣电势差，这种现象称为霍尔效应。

在与电流I、磁场B垂直⽅向上产⽣的电势差称为霍尔电势差，通常⽤UH 表⽰。

霍尔效应的数学表达式为：随着科技的发展，新的集成元件不断被研制成功。

本实验采⽤的SS95A型集成霍尔传感器，是⼀种⾼灵敏度集成化传感器，它由霍尔元件放⼤器和薄膜电阻剩余电压补偿组成，测量时输出信号⼤，并且剩余电压的影响已被消除。

SS95A型集成霍尔传感器，他的⼯作电流已设定被称为标准，⼯作电流使⽤传感器时，必须使⼯作电流处在该标准状态，在实验室只要在磁感应强度为零条件下调节v＋v-所接的电源电压是输出电压为2.500伏，则传感器就可处在标准⼯作状态之下。

当螺线管内有磁场且集成霍尔传感器的标准⼯作电流时螺线管是由绕在圆柱⾯上的导线构成的，对于密绕的螺线管可以看成是⼀列有共同轴线的圆形线圈的并列组合，因此⼀个载流长直螺线管轴线上某点的磁感应强度，可以从对各圆电流在轴线上该点所产⽣的磁感应强度进⾏积分求和得到，对于⼀限长的螺线管，在距离两端等远的中⼼点磁感应强度为最⼤，且等于过程简述1.装置接线2.断开开关K2，调节使集成霍尔传感器达到标准化⼯作状态。

3.测量霍尔传感器的灵敏度4.测量通电螺线管中的磁场分布【三】实验数据处理及误差计算：5让风吹1.根据实验所测，描绘螺线管中间位置霍尔电势差与螺线管通电电流的关系；2.求出K/ 和r以及K；∴K’=0.4169V/Ar=13.计算通电螺线管内各处的磁感应强度（见数据记录纸）；4.描绘通电螺线管内磁感应强度B-x分布图；5.⽐较实验值与书上提供的技术指标，计算误差；【四】实验结果表达：对测量及计算的最终结果做出定量（定性）的总结，并回答书中对应思考题的问题。

测螺线管磁场实验报告研究报告实验报告研究报告一、实验目的本实验旨在通过使用螺线管产生磁场，研究磁场的基本性质，包括磁场的方向、强度和分布规律。

通过对实验数据的分析，加深对磁场概念的理解，培养实验操作技能和数据处理能力。

二、实验原理螺线管是由导线绕制而成的线圈，当导线中通以电流时，线圈会产生磁场。

根据安培环路定律，磁场强度B沿任意闭合回路的线积分等于穿过该回路所包围的电流的代数和与真空磁导率之积。

即：∮B·dl=μ₀∑I其中，B表示磁场强度，dl表示微小线段，μ₀表示真空磁导率，I表示穿过回路的电流。

三、实验步骤1.准备实验器材：螺线管、电源、电流表、电压表、导线、小磁针等。

2.将螺线管固定在支架上，连接电源和电流表，使电流从螺线管的一端流入，另一端流出。

3.调节电源电压，使电流表的读数逐渐增大，观察螺线管周围的小磁针偏转情况。

4.记录不同电流下小磁针的偏转角度和位置，绘制磁场分布图。

5.改变螺线管的匝数和电流方向，重复上述步骤，观察磁场的变化情况。

6.分析实验数据，得出磁场的方向、强度和分布规律。

四、实验结果与分析1.磁场方向：通过观察小磁针的偏转情况，可以得知磁场的方向与电流的方向有关。

当电流方向改变时，磁场方向也随之改变。

在实验中，我们发现小磁针在螺线管周围呈现出规律的排列，说明磁场方向具有一定的规律性。

2.磁场强度：通过记录不同电流下小磁针的偏转角度和位置，可以得到磁场强度与电流之间的关系。

实验数据表明，随着电流的增大，小磁针的偏转角度也逐渐增大，说明磁场强度随电流的增大而增强。

此外，我们还发现磁场强度与螺线管的匝数有关，匝数越多，磁场强度越大。

3.磁场分布规律：根据实验数据绘制的磁场分布图显示，磁场强度在螺线管内部较强，而在外部逐渐减弱。

这说明磁场主要集中在螺线管内部，具有一定的局域性。

此外，我们还发现磁场分布在垂直于螺线管轴线的平面上呈现出一定的对称性。

五、实验结论通过本次实验，我们得出以下结论：1.螺线管通电时会产生磁场，磁场方向与电流方向有关。

霍尔效应实验报告(2)五、实验内容:测量霍尔元件的、关系;1、将测试仪的“ 调节”和“ 调节”旋钮均置零位(即逆时针旋到底)，极性开关选择置“0”。

2、接通电源，电流表显示“0.000”。

有时，调节电位器或调节电位器起点不为零，将出现电流表指示末位数不为零，亦属正常。

电压表显示“0.0000”。

3、测定关系。

取 =900mA，保持不变;霍尔元件置于螺旋管中点(二维移动尺水平方向14.00cm处与读数零点对齐)。

顺时针转动“ 调节”旋钮，依次取值为1.00，2.00，…，10.00mA，将和极性开关选择置“+” 和“-”改变与的极性，记录相应的电压表读数值，填入数据记录表1。

4、以为横坐标，为纵坐标作图，并对曲线作定性讨论。

5、测定关系。

取=10 mA ,保持不变;霍尔元件置于螺旋管中点(二维移动尺水平方向14.00cm处与读数零点对齐)。

顺时针转动“ 调节”旋钮，依次取值为0，100，200，…，900 mA，将和极性开关择置“+” 和“-”改变与的极性，记录相应的电压表读数值，填入数据记录表2。

6、以为横坐标，为纵坐标作图，并对曲线作定性讨论。

测量长直螺旋管轴向磁感应强度1、取 =10 mA， =900mA。

2、移动水平调节螺钉，使霍尔元件在直螺线管中的位置(水平移动游标尺上读出)，先从14.00cm开始，最后到0cm点。

改变和极性，记录相应的电压表读数值，填入数据记录表3，计算出直螺旋管轴向对应位置的磁感应强度。

3、以为横坐标，为纵坐标作图，并对曲线作定性讨论。

4、用公式(1-8)计算长直螺旋管中心的磁感应强度的理论值，并与长直螺旋管中心磁感应强度的测量值比较，用百分误差的形式表示测量结果。

式中 ,其余参数详见仪器铭牌所示。

六、注意事项:1、为了消除副效应的影响，实验中采用对称测量法，即改变和的方向。

2、霍尔元件的工作电流引线与霍尔电压引线不能搞错;霍尔元件的工作电流和螺线管的励磁电流要分清，否则会烧坏霍尔元件。

实验报告螺线管磁场的测量霍尔效应是导电材料中的电流与磁场相互作用而产生电动势的效应。

1879年美国霍普金斯大学研究生霍尔在研究金属导电机理时发现了这种电磁现象，故称霍尔效应。

后来曾有人利用霍尔效应制成测量磁场的磁传感器，但因金属的霍尔效应太弱而未能得到实际应用。

随着半导体材料和制造工艺的发展，人们又利用半导体材料制成霍尔元件，由于它的霍尔效应显著而得到实用和发展，现在广泛用于非电量的测量、电动控制、电磁测量和计算装置方面。

在电流体中的霍尔效应也是目前在研究中的“磁流体发电”的理论基础。

近年来，霍尔效应实验不断有新发现。

1980年原西德物理学家冯·克利青研究二维电子气系统的输运特性，在低温和强磁场下发现了量子霍尔效应，这是凝聚态物理领域最重要的发现之一。

目前对量子霍尔效应正在进行深入研究，并取得了重要应用，例如用于确定电阻的自然基准，可以极为精确地测量光谱精细结构常数等。

在磁场、磁路等磁现象的研究和应用中，霍尔效应及其元件是不可缺少的，利用它观测磁场直观、干扰小、灵敏度高、效果明显。

本实验采取电放大法，应用霍尔效应对螺线管磁场进行测量。

关键词：霍尔效应；霍尔元件；电磁场；磁场一、实验目的1.了解螺线管磁场产生原理。

2.学习霍尔元件用于测量磁场的基本知识。

3.学习用“对称测量法”消除副效应的影响，测量霍尔片的UH -IS（霍尔电压与工作电流关系）曲线和UH -IM，B-IM（螺线管磁场分布）曲线。

二、实验原理霍尔效应从本质上讲，是运动的带电粒子在磁场中受洛伦兹力的作用而引起的偏转。

当带电粒子（电子或空穴）被约束在固体材料中，这种偏转就导致在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。

如图所示，磁场B位于Z轴的正向，与之垂直的半导体薄片上沿X轴正向通以电流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轴负向运动。

由于洛伦兹力fL作用，电子即向图中虚线箭头所指的位于Y轴负方向的B侧偏转，并使B侧形成电子积累，而相对的A侧形成正电荷积累。

螺线管磁场实验报告螺线管磁场实验报告引言：磁场是我们生活中常见的现象之一，它对于电磁学的研究具有重要意义。

在本次实验中，我们将探究螺线管在电流通过时所产生的磁场特性，并通过实验数据来验证磁场的存在和性质。

实验目的：1. 理解和掌握螺线管磁场的基本原理；2. 通过实验验证螺线管磁场的存在和性质。

实验器材：螺线管、直流电源、电流表、磁力计、导线等。

实验步骤：1. 将螺线管连接到直流电源上，并调节电流大小；2. 将磁力计放置在螺线管附近，测量磁场的强度；3. 改变电流大小，重复步骤2，记录实验数据；4. 分析实验数据，验证螺线管磁场的存在和性质。

实验结果与分析：通过实验数据的记录和分析，我们得出以下结论：1. 螺线管电流的增大会导致磁场强度的增加；2. 螺线管电流的减小会导致磁场强度的减小；3. 磁场的方向与电流的方向有关，符合右手定则。

实验结论：螺线管通过电流时会产生磁场，并且磁场的强度与电流大小成正比。

螺线管的磁场方向与电流方向有关，符合右手定则。

这一实验结果验证了螺线管磁场的存在和性质。

实验意义：螺线管磁场实验是电磁学中的基础实验之一，它帮助我们理解和掌握磁场的基本原理。

在实际应用中，螺线管磁场实验可以用于制作电磁铁、磁力传感器等设备。

同时，研究螺线管磁场的特性还有助于我们深入了解电磁学的相关知识，为电磁学的进一步研究提供基础。

实验改进：为了提高实验的准确性和可靠性，我们可以考虑以下改进措施：1. 使用更精确的磁力计和电流表，以提高测量结果的精度；2. 增加实验次数，取多次实验数据的平均值，以减小误差；3. 调节电流时，逐渐增加或减小电流的大小，以避免电流突变对实验结果的影响。

结语：通过螺线管磁场实验，我们深入了解了磁场的基本原理，并验证了螺线管磁场的存在和性质。

这一实验不仅拓宽了我们对电磁学的认识，还为我们今后的学习和研究提供了基础。

希望通过这次实验，我们能够更好地理解和应用电磁学的知识，为科学研究和技术创新做出贡献。

实验名称:用霍尔效应测量磁场
实验目的:
实验仪器:霍尔效应仪、稳流电源、稳压电源、安培表、数字万用表两块、电阻箱实验原理:
霍尔效应原理如图,将通有电流的导体置于磁场B 中,磁场B 垂直与电流H I 的
方向,在导体中垂直于磁场B 方向和H I 方向上会产生一个横向电势差H
U 。

霍
尔电势与通过霍尔元件的电流H I 和磁场强度B 有线性关系B I K U H H H =
霍尔效应装置如图,运用此装置可测量霍尔电流H I 与霍尔电势H U 的关系,测
量励磁电流μI 和磁场强度B 的关系,测量电磁铁磁场沿水平方向的分布
实验操作步骤:
(1) 连接电路如图
(2) 改变霍尔电流H I ,测量霍尔电流H I 与霍尔电势H U 的关系
(3) 改变励磁电流μI ,测量励磁电流μI 和磁场强度B 的关系
(4) 改变霍尔片在磁场中的空间位置,测量电磁铁磁场沿水平方向的分布实验数据记录:
(1)测量霍尔电流H I 与霍尔电势H U 的关系
(2)测量励磁电流μI 和磁场强度B 的关系
(3)测量电磁铁磁场沿水平方向的分布)/(A I H μ=? )/(mA I μ=600
数据处理:(1)测量霍尔电流H I 与霍尔电势H U 的关系
(2)测量励磁电流μI 和磁场强度B 的关系
(3)测量电磁铁磁场沿水平方向的分布。