实验七十七 匀强磁场研究实验目的观察匀强磁场现象，总结匀强磁场产生的条件，进而通过自制匀强磁场螺线管加深对匀强磁场现象的认识。实验原理当通电螺线管具有一定的长径比的时候，其内部磁场强度趋向于一个恒定值，被称为匀强磁场。匀强磁场的图线呈现出较大范围的“平顶”特征。实验器材朗威®DISLab、计算机、DISLab 匀强磁场螺线管（图 77-1）、PVC 管（Φ＝15mm）、漆包线（Φ＝0.3mm）、手摇绕线机、学生电源。实验装置图见图 77-2。图 77-1 DISLab 匀强磁场螺线管图 77-2 实验装置图1实验过程与数据分析1．将磁感强度传感器接入数据采集器；2．使用实验七十六的方法，测量螺线管内部磁感强度分布情况，得图 77-3 所示的图线；3．观察可知，在以匀速推动磁感应强度传感器的探管进入螺线管的过程中，获得的“B-t”（磁感应强度-时间）图线具有典型平顶特征，说明该螺线管内部存在一定范围的匀强磁场。4．将 PVC 管截成长度不同的几段，分配给学生小组；5．让学生用手摇绕线机将漆包线绕在 PVC 管上，记录匝数，留出接头；6．测量各个螺线管的内部磁场分布情况，对所获得的图线进行比较；7．筛选出“平顶”特征较为明显的图线，记录该图线对应的螺线管的长度、匝数，并计算其长径比；8．改变上述参数（增大或减小），再制作几个螺线管，重复实验，观察其图线的变化情况，得到“平顶”特征最明显的图线，测量该图线对应的螺线管（图 77-4）的长度、匝数和长径比；9．总结匀强磁场产生的条件。图 77-3 匀强磁场图线图 77-4 自制匀强磁场螺线管2
