畢奧-薩伐爾定律實(shí)驗(yàn)(共4頁(yè))

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(xiàn)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(chēng)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(wú)限長(zhǎng)導(dǎo)體，在距軸線(xiàn)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(xiàn)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(lái)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(xiàn)，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(xiàn)插入支座上；2. 將恒流源上紅、黑兩導(dǎo)線(xiàn)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(kāi)始時(shí)使帶電直導(dǎo)線(xiàn)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(kāi)恒流源電源。從0開(kāi)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(kāi)始時(shí)使帶電直導(dǎo)線(xiàn)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(xiàn)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(kāi)恒流源電源。從0開(kāi)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(xiàn)正確連接，電流值逆時(shí)針調(diào)到最小后再開(kāi)關(guān)電源；不要用力拽磁場(chǎng)探測(cè)器的導(dǎo)線(xiàn)。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(xiàn)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(xiàn)圓環(huán)R=20mmR=40mmR=60mm三、 在坐標(biāo)系中畫(huà)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)