测螺线管磁场实验原理图1 图1是一个长为2l,匝数为N的单层密绕的直螺线管产生的磁场。当导线中流过电流I时,由毕奥萨伐尔定律可以计算出在轴线上某一点P的磁感应强度为式中,为单位长度上的线圈匝数,R为螺线管半径,x为P点到螺线管中心处的距离。在SI单位制中,B的单位为特斯拉(T)。图1同时给出B随x的分布曲线。 磁场测量的方法很多。其中最简单也是最常用的方法是基于电磁感应原理的探测线圈法。本实验采用此方法测量直螺线管中产生的交变磁场。下图是实验装置的实验装置的示意图。 图2当螺线管A中通过一个低频的交流电流i(t) = I0sint时,在螺线管内产生一个与电流成正比的交变磁场B(t) = Cpi(t) = B0sint其中Cp是比例常数,把探测线圈A1放到螺线管内部或附近,在A1中将产生感生电动势,其大小取决于线圈所在处磁场的大小、线圈结构和线圈相对于磁场的取向。探测线圈的尺寸比较小,匝数比较多。若其截面积为S1,匝数为N1,线圈平面的法向平面与磁场方向的夹角为,则穿过线圈的磁通链数为: = N1S1B(t)cos