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磁场的描绘
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2009-11-14
王杰
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【实验目的】
1．掌握感应法测量磁场的原理和方法。
2．研究载流圆线圈轴向磁场的分布。
3．描绘亥姆霍兹线圈的磁场均匀区。
【实验仪器】
非均匀磁场测量仪，400HZ交流电源，晶体管毫伏表，探测线圈等。
【实验原理】
1．圆电流轴线上的磁场分布
设一圆电流如图3－9－1所示。根据毕奥—萨伐尔定律，它在轴线上某点P的磁感应强度为
（3－9－1）
或 （3－9－2）
式中 ，是圆电流中心（x＝0处）的磁感应强度，也是圆电流轴线上磁场的最大值。当I、R为确定值时，B0为一常数。
2．亥姆霍兹线圈的磁场分布
亥姆霍兹线圈是由线圈匝数N、半径R、电流大小及方向均相同的两圆线圈组成（图3－9－2）。两圆线圈平面彼此平行且共轴，二者中心间距离等于它们的半径R。若取两线圈中心连线的中点0为坐标原点，则此两线圈的中心OA及OB分别对应于坐标值 及 。
由于线圈中的电流方向相同，因而它们在轴线上任一点P处所产生磁场同向。按照（3－9－1）式，它们在P点产生的磁感应强度分别为
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