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1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上畢奧-薩伐爾定律驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 測(cè)定直導(dǎo)體和圓形導(dǎo)體環(huán)路激發(fā)的磁感應(yīng)強(qiáng)度與導(dǎo)體電流的關(guān)系2. 測(cè)定直導(dǎo)體激發(fā)的磁感應(yīng)強(qiáng)度與距導(dǎo)體軸線距離的關(guān)系3. 測(cè)定圓形導(dǎo)體環(huán)路激發(fā)的磁感應(yīng)強(qiáng)度與環(huán)路半徑以及距環(huán)路距離的關(guān)系實(shí)驗(yàn)原理 根據(jù)畢奧-薩伐爾定律,電流元在Idl空間某點(diǎn)r處產(chǎn)生磁感應(yīng)強(qiáng)度dB的大?。号cIdl的大小成正比,與電流元到該點(diǎn)的距離r的平方成反比,與Idl和r之間小于的夾角的正弦成正比,比例系數(shù)為,即 (1)式中稱為真空磁導(dǎo)率,其值為。dB的方向垂直于Idl與r構(gòu)成的平面,用右手螺旋法則確定。畢奧-薩伐爾定律的矢量表達(dá)式為 (2)式中er是r方向上的單位矢量。
2、對(duì)于確定幾何形狀的導(dǎo)體,利用公式(1)對(duì)dB積分,就得到該載流導(dǎo)體產(chǎn)生的總磁感應(yīng)強(qiáng)度B。例如:一根無限長(zhǎng)導(dǎo)體,在距軸線r的位置產(chǎn)生的磁場(chǎng)大小為: (3)而半徑為R的圓形導(dǎo)體回路在圓環(huán)軸線上距圓心x處產(chǎn)生的磁場(chǎng)大小為: (4)本實(shí)驗(yàn)中,將分別利用軸向以及切向磁感應(yīng)強(qiáng)度探測(cè)器來測(cè)量上述導(dǎo)體產(chǎn)生的磁場(chǎng)。實(shí)驗(yàn)儀器: 畢-薩實(shí)驗(yàn)儀,探頭(黑點(diǎn)朝上),電流源,待測(cè)圓環(huán)(其半徑分別為20mm、40mm、60mm),待測(cè)直導(dǎo)線,槽式導(dǎo)軌及支架。實(shí)驗(yàn)步驟: 一、 直導(dǎo)體激發(fā)的磁場(chǎng)1. 將直導(dǎo)線插入支座上;2. 將恒流源上紅、黑兩導(dǎo)線對(duì)應(yīng)接到直導(dǎo)體兩端;3. 將磁感應(yīng)強(qiáng)度探測(cè)器與畢-薩實(shí)驗(yàn)儀連接,方向切換為垂直方
3、向,并調(diào)零;4. 將磁感應(yīng)強(qiáng)度探測(cè)器與直導(dǎo)體中心對(duì)準(zhǔn);5. 開始時(shí)使帶電直導(dǎo)線和探測(cè)器在同一平面內(nèi),相互接觸且互相垂直,此時(shí)可以近似認(rèn)為距離;6. 打開恒流源電源。從0開始,逐漸增加電流強(qiáng)度I,每次增加1A,直至10A,逐次記錄測(cè)量到的磁感應(yīng)強(qiáng)度值;7. 保持,逐步向右移動(dòng)磁感應(yīng)強(qiáng)度探測(cè)器,測(cè)量磁感應(yīng)強(qiáng)度B與距離x的關(guān)系,開始時(shí)使帶電直導(dǎo)線和探測(cè)器在同一平面內(nèi),相互接觸且互相垂直,此時(shí)可以近似認(rèn)為距離,然后緩慢移動(dòng)探測(cè)器,每次移動(dòng)1cm,直至10cm,逐次記錄測(cè)量到的磁感應(yīng)強(qiáng)度值。二、 圓形導(dǎo)體環(huán)路激發(fā)的磁場(chǎng)1. 將直導(dǎo)體換為的圓環(huán)導(dǎo)體,連接到支架上;2. 恒流源上紅、黑兩導(dǎo)線對(duì)應(yīng)連接到支架的
4、底座上;3. 將磁感應(yīng)強(qiáng)度探測(cè)器與畢-薩實(shí)驗(yàn)儀連接,方向切換為水平方向,并調(diào)零;4. 調(diào)節(jié)磁感應(yīng)強(qiáng)度探測(cè)器的位置至導(dǎo)體環(huán)中心;5. 打開恒流源電源。從0開始,逐漸增加電流強(qiáng)度I,每次增加1A,直至10A,逐次記錄測(cè)量的將磁感應(yīng)強(qiáng)度值;6. 保持,逐步向右及向左移動(dòng)磁感應(yīng)強(qiáng)度探測(cè)器,測(cè)量磁感應(yīng)強(qiáng)度B與偏離圓心的距離x的關(guān)系,并記錄相應(yīng)數(shù)值。當(dāng)探測(cè)器恰好位于圓心處,視為偏離,緩慢移動(dòng)探測(cè)器,每次移動(dòng)1cm,直至10cm,逐次記錄測(cè)量到的磁感應(yīng)強(qiáng)度值。7. 將半徑為20mm的圓環(huán)導(dǎo)體環(huán)替換為40mm及60mm導(dǎo)體環(huán);重復(fù)步驟1-6。注意事項(xiàng):1. 儀器測(cè)量前需預(yù)熱5分鐘;2. 測(cè)量時(shí)要使探測(cè)器盡量遠(yuǎn)
5、離電源,避免電源輻射的磁場(chǎng)梯度對(duì)測(cè)量的影響;3. 調(diào)整電源和磁場(chǎng)探測(cè)器的位置角度或增加它們的距離可以基本消除電源輻射的磁場(chǎng)梯度對(duì)測(cè)量的影響;4. 確認(rèn)導(dǎo)線正確連接,電流值逆時(shí)針調(diào)到最小后再開關(guān)電源;不要用力拽磁場(chǎng)探測(cè)器的導(dǎo)線。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理一、 磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B與電流I之間的關(guān)系磁感應(yīng)強(qiáng)度大小與電流之間的關(guān)系電流I(A)012345678910直導(dǎo)線圓環(huán)R=20mmR=40mmR=60mm二、 磁感應(yīng)強(qiáng)度大小與位置之間的關(guān)系磁感應(yīng)強(qiáng)度大小于位置之間的關(guān)系距離x(cm)012345678910直導(dǎo)線圓環(huán)R=20mmR=40mmR=60mm三、 在坐標(biāo)系中畫出磁感應(yīng)強(qiáng)度大小隨電流強(qiáng)度的變化的圖像以及磁感應(yīng)強(qiáng)度大小隨位置變化的圖像。思考題1. 在實(shí)驗(yàn)中,如何回避實(shí)
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