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仿真实验测螺线管磁场

由表一x=0时，选取频率750Hz电流25.0mA，

由公式一计算：B1=0.000402特斯拉

由公式二计算：B1=0.000411特斯拉

由表二x=L时，选取频率750Hz电流25.0mA

由公式一计算：B2=0.000202特斯拉

由公式二计算B2=0.000219特斯拉

比较两种测量方法的优缺点，由测量的结果得出什么结论？

公式一使用的测量方法比较简单，测量的都是长度单位。在本次实验中，除x

需要测量外，其余均全部给出，极大地简化了实验的过程，缺点是公式很复杂，

代入计算比较麻烦；公式二采用了一个电学量v来求得磁感应强度，公式简单，

有利于后期的数据处理，缺点是测量电学量会带来一定的误差，给结果造成不利

影响。由测量数据得出的结论如下：一、用两种方法测量的数据差别很小，都

达到了实验的精度要求；二、发现结论，在误差允许的范围内，B（x=0）/B（x=L）

=2。

由V-I曲线，可以得到什么规律:

根据V—I曲线，可以得知：一、V和I近似满足线性关系，且I越大，V越大；

二、V—I图回归直线的斜率的大小跟外界交流电频率有关，频率f越大，斜率

越大；三、存在一个电流I0，当螺线管电流I

由内容1表二，可以得出什么结论

当x不变时，在线圈电流与频率的乘积恒定的情况下，感应电压在误差范围内保

持不变。可以推出：感应电压的大小正比于螺线管线圈电流与频率的乘积。

计算：

V(x=L)/V(x=0)0.51

以上结果是否为1/2,为什么？

可以认定。根据公式一，将x=L=15cm和x=0代入，化简，因为R的平方远小于

L的平方，可得B（x=L）/B（x=0）=1/2；根据公式二，知感应电动势V正比于

B，故V（x=L）/V（x=0）=B（x=L）/B（x=0）=1/2。

作V(x)-x曲线

它的变化规律是怎样的，它是否就是相应的B(x)-x曲线？

V—X曲线的整体变化规律是：起初V随X变化很小，在感应线圈出了螺线管后，

V随X迅速减小，再加大X，V的变化趋于缓慢。在一定程度上，V—X曲线可以

看成B—X曲线，这是因为感应电动势V正比于B，故V—X曲线与B—X曲线仅

相差一个常数k，B—X曲线变化规律与V—X曲线一致。

内容三：

两次测得结果是否一样，为什么？

在实验误差允许的范围内，可以认为两次测得的数据是一样的。螺线管和线圈

本质上都是线圈，当一个线圈的电流发生变化时，不仅在自身线圈中产生自感电

动势，同时在相邻线圈中也产生感应电动势。这种现象叫互感现象，所产生的感

应电动势称为互感电动势。故改变接线方式，得到的结果仍会一致。

分析和讨论结果：

一、实验结果分析：本次实验使用感应法测量通电螺线管内的磁感应强度，实

验原理及测量过程都相对简单，从最后的实验结果来看，实验误差在允许的范围

内，可以说实验是比较成功的。二、实验误差分析：本次实验是以微机仿真实

验的方式进行，各方面的数据都能做到精确的模拟，本次实验的主要误差来自电

压表读数以及电压表调零。本次实验中的电压表会不时跳动，需经常调零，读数

时不可避免会产生误差。

试比较仿真实验和普通实验异同及优缺点

1）异：仿真实验的载体是微机，普通实验的载体是实验器材；同：实验原理一

致。2）优缺点：仿真实验的优点在于能使实验过程大大简化，节省了大量时

间，也可以做一些实验器材比较昂贵的实验。缺点是直观性较普通实验差，另外

对各种仪器的误差的模拟也不一定到位，此外，仿真实验不能很好地锻炼学生的

动手能力。普通实验的优点在于其直观性较好，能较好地培养学生的动手能力；

缺点是学生很难亲自动手进行实验器材比较昂贵的实验，普及性不如仿真实验；

其次，普通实验的误差可能比仿真实验大，影响最后的实验结果分析；还有实验

器材的老化问题，需要不时更换。

问题1：实验中在读取电压表值的时候，指针经常会移动，为什么？

因为实验采用的晶体电压表经常会短路，造成指针经常移动。

问题2：实验中在读取电压表值的时候，有效数字如何选取？

对于实验采用的电压表，若采用1V量程，精度为0.02V，应取两位有效数字；

若采用0.3V量程，精度为0.01V，取三位有效数字。

问题3：为什么要在实验电路中加入单刀双掷开关

因为实验采用的晶体电压表