6.2 用电磁感应法测交变磁场（仿真实验）.pdfVIP

第6 章 物理虚拟仿真实验 313 大学物理仿真实验系统的辅助功能如下。 ① 界面的右上角的功能显示框：在普通实验状态下，显示实验实际用时、记录数 据按钮、结束实验按钮、注意事项按钮；在考试状态下，显示考试所剩时间的倒计时、 记录数据按钮、结束考试按钮、显示试卷按钮（考试状态下显示）、注意事项按钮。 ② 右上角的工具箱：各种使用工具，如计算器等。 ③ 右上角的help 和关闭按钮：help 按钮可以打开帮助文件，关闭按钮的功能就是 关闭实验。 ④ 实验仪器栏：存放实验所需的仪器，可以选择其中的仪器拖放至桌面，鼠标指 针触及仪器，实验仪器栏会显示仪器的相关信息；仪器使用完后，则不再允许拖动仪器 栏中的仪器。 ⑤ 提示信息栏：显示实验过程中的仪器信息、实验内容信息、仪器功能按钮信息 等相关信息，按F1 键可以获得更多帮助信息。 ⑥ 实验状态辅助栏：显示实验名称和实验内容信息 （多个实验内容依次列出），当 前实验内容显示为红色，其他实验内容显示为蓝色；可以通过单击实验内容进行实验内 容之间的切换。切换至新的实验内容后，实验桌上的仪器会重新按照当前实验内容进行 初始化。 6.2 用电磁感应法测交变磁场 在实际应用中常常需要知道载流导体产生的磁场分布。从原则上讲，利用毕奥-萨 伐尔定律可以计算出载流导体产生的磁场，但是大多数情况下的计算十分复杂、困难。 因此，常常需要设计其他的实验方法去测量磁场。本实验中所用的探测线圈是常用的测 量磁场的方法。 【实验目的】 1）掌握探测线圈法测量交变磁场的方法。 2 ）学会测量螺线管轴线上的磁场分布。 3 ）加深对电磁感应定律及磁场特征的理解。 【实验器材】 被测铜导线螺线管、探测铜导线螺线管、频率计、毫米刻度尺、电源、导线、单刀 双掷开关、电流表、电压表、计算机等。 【实验原理】 测螺线管内磁场的实验界面如图6-2-1 所示。 314 大学物理实验（第二版） 图6-2-1 测螺线管内磁场的实验界面 图6-2-2 所示是一个长为 ，匝数为 的单层密绕的直螺线管产生的磁场。当导线 2l N I P 中流过电流 时，由毕奥-萨伐尔定律可以计算出轴线上某一点 的磁感应强度为    nI  x+l x - l  B= 0  1 - 1  （6-2-1） 2  2 2 2 2 2 2  [R + x+l  ] [R + x - l  ]  -7 2 N  =4 10 N/A R P 式中， ； ，为单位长度上的线圈匝数； 为螺线管半径； 为 × n  x 0 2l B 点到螺线管中心处的距离。在SI 单位制中， 的单位为特斯拉 。图6-2-2 同时给出