式x+L/2cosp=—1\：R2+(X+L/2)2x—L/2cos卩2=-丫R2+(x—L/2)2UniversityofScienceandTechnologyofChina96JinzhaiRoad,HefeiAnhui230026,ThePeople'sRepublicofChina螺线管内的磁场的测量实验报告李方勇PB0521028405010第29组2号（周五下午）2006.10.26实验题目螺线管内的磁场的测量实验实验目的1、测量通电螺线管线圈内的磁感应强度，讨论通电螺线管线圈内部I、L、x和B之间关系；2、计算出真空中的磁导率。实验仪器①螺线管线圈；②大电流电源；③磁场强度计；④探针（霍耳元件）；⑤导线和有机玻璃支架等。实验原理按照Biot-Savart定律可以推出在螺线管内任意一点P的磁感应强度B为：B二生YR^二比nI（cos卩-cos卩）2[R2+（X-1）2]3/2212-L/2螺线管的长为L，x为螺线管中点到P点的距离。I为通过螺线管的电流。n为螺线管单位长度的匝数。图3—1通电螺线管磁场分申18斛券技虑*事实验内容1、按下图装好仪器设备，将螺线管接到电流源上，将霍耳元件（探针）接到磁强计上，并将探针头放在螺线管的中央a点处。选择磁强计的测量范围为20mT，利用磁强计的"Compensation"钮调零。2、实验测量：（螺线管总圈数N=30）（1）测量螺线管内电流I变化时a点的磁感应强度B。将螺线管的b点放在16cm处，c点放在24cm处，此时线圈长L为8cm。调节电流源从0开始每次增加2A，记录B,但要注意每次测量时都要将电流源打到0点，将磁强计重新调零。（2）以a点为中点，改变b、c点的距离，使线圈长L分别为8、10、15、20、25、30、35、40cm，分别纪录B,注意每次测量时都要将电流源打到0点，将磁强计重新调零。（3）如果探针没有处在螺线管的轴心位置，对实验结果有否影响？用实验测量结果回答，说明原因。（4）自行设计利用该设备来测量当地的地磁场，如果不成功则分析出原因。如果成功写出数据和结论。（选）实验数据表3—1I-L关系L/cmB/mTI/A8101520253035400-0.060.05-0.02-0.020.01-0.02-0.030.0120.640.540.370.290.250.220.210.1541.121.080.700.650.560.460.410.3361.761.531.150.980.880.690.620.5082.322.001.621.231.050.880.830.67102.842.551.991.561.341.111.020.84123.323.062.321.851.651.381.221.03143.993.532.652.191.861.621.421.20164.634.053.042.512.131.881.621.38185.174.623.502.802.412.131.811.57205.705.133.833.132.652.402.031.76注：R=4.5cm,N=30圈，螺线管内磁场方向朝北。2图3—2.实验设备接线图表3—2探针不在轴心时的I-L关系I/AB/mT00.0120.1740.3060.5280.62100.80120.91141.00161.22181.35201.55注：L=40cm表3—3测地磁场及其对本实验的影响L=40cm,I=4AB/mT0.340.330.330.34B/mT（电流反向）-0.29-0.28-0.29-0.292I=0B/mT0.020.020.030.02B/mT（探针朝北）-0.04-0.02-0.03-0.02f注：磁场反向朝北为正反向数据处理作B-I关系图，线性拟合I/A[2006-10-2621:48"/Graph1"(2454034)]654321005112I/Tm/LinearRegressionforData1_B:Y=A+B*XParameterValueErrorA-0.002270.03181B0.285950.00269RSDNP0.99960.0563911<0.0001[2006-10-2621:50"/Graph2"(2454034)]LinearRegressionforData1_C:Y=A+B*XParameterValueErrorA0.026820.01939B0.253140.00164RSDNP0.999810.0343811<0.0001[2006-10-2621:52"/Graph3"(2454034)]LinearRegressionforData1_D:Y=A+B*XParameterValueErrorA-0.008640.02743B0.193140.00232RSDNP0.999350.0486411<0.0001[2006-10-2621:53"/Graph4"(2454034)]LinearRegressionforData1_E:Y=A+B*XParameterValueErrorA-0.003180.01278B0.156410.00108RSDNP0.999790.0226511<0.0001[2006-10-2621:54"/Graph5"(2454034)]LinearRegressionforData1_F:Y=A+B*XParameterValueErrorA0.021360.01775B0.132320.0015RSDNP0.999420.0314611<0.0001[2006-10-2621:55"/Graph6"(2454034)]LinearRegressionforData1_G:Y=A+B*XParameterValueErrorA-0.039090.01669B0.119820.00141RSDNP0.999380.0295811<0.0001[2006-10-2621:56"/Graph7"(2454034)]LinearRegressionforData1_H:Y=A+B*XParameterValueErrorA2.22045E-160.00785B0.101456.63214E-4RSDNP0.999810.0139111<0.0001[2006-10-2621...
