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感应法测量螺线管内磁场

[实验目的]

1.了解用交变感应法测量磁场的原理。

2.学会测量交变磁场的一种方法。

3.学会使用低频信号发生器和晶体管毫伏表。

[实验仪器]

螺线管磁场测试仪、低频信号发生器、晶体管毫伏表、旋转式电阻箱

[实验原理]

电流的周围存在磁场。稳恒电流产生的磁场是不变的，而交变电流产生的磁场则是随时间发生变化的。当载流导线中通以交变电流时，其周围的空间将产生交变磁场。如果在欲测磁场的位置安放一小探测线圈，则因通过它的磁通量发生变化，探测线圈将产生感应电动势。如果使交变电流的频率较低，则探测回路的感抗也很小，这时探测回路的阻抗可近似为探测线圈的电阻。测量出探测线圈的感应电动势的大小，就可以确定该处磁场的大小和方向。因此，感应法测磁场的核心是设计一个长度L和外径d比值合理的圆柱形探测线圈，使得探测线圈内的平均磁感应强度等于中心点的磁感应强度，保证感应电动势的大小仅由此线圈中心磁感应强度的变化来决定。

Be=εe nS cosθ

εeo

nS 式中Be为有效值。当θ=0时，则 Beo=

Beo=或 εeo （1） 2πfnS

图1 实验电路 可从低频信号发生器上读出。其中f为交变电流频率，

式中各量单位：εeo─伏特，f─赫兹，S─米2，Beo

─特斯拉。实际测量中，只要在待测点旋转线圈T，电压表能读出最大值即为εe。 理论磁场Bx理 LL +xx μIN =+ （2） 222L L L 22 x +ro +x +ro 2 2