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名称：
集成霍尔传感器测量圆线圈和亥姆霍兹线圈的磁场
二、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。
三、器材：
、亥姆霍兹线圈磁场测定仪，包括圆线圈和亥姆霍兹线圈平台（包括两个
圆线圈、固定夹、不锈钢直尺等）、高灵敏度毫特计和数字式直流稳压电
源。
四、原理：
1、圆线圈的磁场：
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）上某点的磁感应强度为：
式中I为通过线圈的电流强度，为线圈平均半径，x为圆心到该点的距
－７
离，N为线圈的匝数，＝４π×１０T*m/A，为真空磁导率。因此，
ｏ
圆心处的磁感应强度为
轴线外的磁场分布计算公式较复杂。
2、亥姆霍兹线圈的磁场
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，线圈之间的距离d正好等于圆形线圈的半径R。
设z为亥姆霍兹线圈中轴线上某点离中心点O处的距离，根据毕奥-萨伐
尔定律及磁场叠加原理可以从理论上计算出亥姆霍兹线圈周线上任意一
点的磁感应强度为
而在亥姆霍兹线圈上中心O处的磁感应强度B’为
0
当线圈通有某一电流时，两线圈磁场合成如图：
从图可以看出，两线圈之间轴线上磁感应强度在相当大的范围内是均匀
的。
五、步骤：
、载流圈和骇姆霍兹线圈轴线上各点磁感应强度的测量
(1).按课本图3-9-3接线，直流稳流电源中数字电流表已串接在电源的一个
输出端，测量电流时，单线圈a轴线上各点磁感应强度，每个1.00cm
测一个数据。试验中随时观察特斯拉计探头是否线圈轴线移动。每测量一个数据，
必须先在直流电源输出电路断开调零后，才测量和记录数据。将测得的数
据填入表3-9-1中。
(2).用理论公式计算员线圈中轴线上个点的磁感应强度，将计算所得数据填
入表3-9-1中并与实验测量结果进行比较。
(3).在轴线上某点转动毫特斯拉计探头，观察一下该店磁感应强度测量值的
变化规律，并判断该点磁感应强度的方向。
(4).将线圈a和线圈b之间的距离d调整至，这是，组成一个
亥姆霍兹线圈。去电流值，在该轴线上的磁感应强度值，将测量
结果填入表4-9-2中。证明在轴线上的点，即亥姆霍兹线圈轴线
上任一点磁感应强度是两个载流单线圈在该点上产生磁感应强度之和。
(5).分别把亥姆霍兹线圈艰巨调整为和，与步骤（4）类似，
测量在电流为时轴线上个点的磁感应强度之，将测量结果分别填入表
3-9-3和表3-9-4中。
做间距，d=R，是，两个线圈轴线上磁感应强度B与位
置z之间关系图，即图，验证磁场叠加原理。
2.载流圆线圈通过轴线平面上的磁感应线分布的描绘
把一张坐标纸黏贴在包含线圈轴线的水平面上,可自行选择恰当的点,把探
测器底部传感器对准此点,然后亥姆霍兹线圈通过I=100mA电流.转动探测器,观
测毫特斯拉计读数值,读数值为最大时传感器的法线方向,则为该点的磁感应强
度方向.比较轴线上的点与远离轴线点磁感应强度方向变化情况.近似画出载流
亥姆霍兹线圈磁感应线分布图.
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