亥姆霍兹实验装置图

⑴ 亥姆霍兹线圈的实验

【实验目的】：
1.观察亥姆霍兹线圈中间磁场的均匀性，验证磁场叠加原理。
2.了解一种得到均匀磁场的实验室方法。
【实验仪器】：亥姆霍兹线圈演示仪
【实验原理】：
亥姆霍兹线圈是由两个相同的线圈同轴放置，其中心间距等于线圈的半径。将两个线圈通以同向电流时，磁场叠加增强，并在一定区域形成近似均匀的磁场；通以反向电流时，则叠加使磁场减弱，以至出现磁场为零的区域。
给霍尔元件通以恒定电流时，它在磁场中会感应出霍尔电压，霍尔电压的高低与霍尔元件所在处的磁感应强度成正比，因而可以用霍霍尔元件测量磁场。本实验中电子屏显示的就是放大后霍尔电压的数值，它的变化规律与所在处磁场的变化规律一致。
【实验步骤】：
1.打开数码显示屏后面板的开关，先对LED显示屏调零；
2.打开稳压电源（已调好），同方向闭合两电键（使两线圈通以相同方向电流），转动小手柄，使位于线圈轴线上的霍尔元件由导轨的一端缓慢移向另一端，观察两同向载流圆线圈磁场合成后的分布。 （显示屏示数由小变大，中间一段基本不变，最后又由大变小）；
3.改变其中一个线圈的电流方向，重复3的操作，观察两反向载流圆线圈磁场合成后的分布。（显示屏示数由小变大，由大变小，又由小变大，由大变小）。把霍耳元件移动到两个线圈的中部，可找到合磁场为零的位置；
4.断开一个线圈的电流，重复3的操作，? 观察一个载流圆线圈磁场的分布。（显示屏示数由小变大，又由大变小）；
5.实验结束，打开电键，关闭显示屏和线圈电源。
【注意事项】：
1.在线圈没有接通时，将显示器调零；
2.转动手柄时需缓慢；
3.线圈通电电流不能过大，时间不能太长，以免烧毁线圈；
4.线圈通电时，不要触及电键，以确保安全。

⑵ 亥姆霍兹线圈实验报告思考题亥姆霍兹线圈是怎样组成的

由励磁圈架和磁场测试仪组成

⑶ 亥姆霍兹线圈实验采用什么原理测量磁场

1．载流圆线圈与亥姆霍兹线圈的磁场
（1） 载流圆线圈磁场
一半径为R,通以电流I的圆线圈,轴线上磁场的公式为
（1-1）
式中 为圆线圈的匝数, 为轴上某一点到圆心O的距离. 它的磁场分布图如图1-1所示.
（2）亥姆霍兹线圈
所谓亥姆霍兹线圈为两个相同线圈彼此平行且共轴,使线圈上通以同方向电流I,理论计算证明：线圈间距a等于线圈半径R时,两线圈合磁场在轴上（两线圈圆心连线）附近较大范围内是均匀的,如图1-2所示.
2．霍尔效应法测磁场
（1）霍尔效应法测量原理
将通有电流I的导体置于磁场中,则在垂直于电流I和磁场B方向上将产生一个附加电位差,这一现象是霍尔于1879年首先发现,故称霍尔效应.电位差 称为霍尔电压.
如图3-1所示N型半导体,若在MN两端加上电压U,则有电流I沿X轴方向流动（有速度为V运动的电子）,此时在Z轴方向加以强度为B的磁场后,运动着的电子受洛伦兹力FB的作用而偏移、聚集在S平面；同时随着电子的向S平面（下平面）偏移和聚集,在P平面（上平面）出现等量的正电荷,结果在上下平面之间形成一个电场 （此电场称之为霍尔电场）.这个电场反过来阻止电子继续向下偏移.当电子受到的洛伦兹力和霍尔电场的反作用力这二种达到平衡时,就不能向下偏移.此时在上下平面（S、P平面）间形成一个稳定的电压 （霍尔电压）.
（2）霍尔系数、霍尔灵敏度、霍尔电压
设材料的长度为l,宽为b,厚为d,载流子浓度为n,载流子速度v,则与通过材料的电流I有如下关系：
I=nevbd
霍尔电压 UH=IB/ned=RHIB/d=KHIB
式中霍尔系数RH=1/ne,单位为m3/c；霍尔灵敏度KH=RH/d,单位为mV/mA
由此可见,使I为常数时,有UH= KHIB =k0B,通过测量霍尔电压UH,就可计算出未知磁场强度B.
本实验使用的仪器用集成霍尔元件,已经与显示模块联调,直接显示磁场强度.
实验仪器
亥姆霍兹实验仪由二部分组成.它们分别为励磁线圈架部分磁场测量仪器部分
亥姆霍兹线圈架：
二个励磁线圈：线圈有效半径 105mm
线圈匝数 500匝
二线圈中心间距 105mm
测量磁场传感器： 4501A使用霍尔元件测量磁场.
移 动 装 置：横向可移动距离150mm,纵向可移动距离50mm
距离分辨力0.5mm

⑷ 亥姆霍兹线圈磁场的实验报告咋写

实验原理

1．载流圆线圈与亥姆霍兹线圈的磁场

（1） 载流圆线圈磁场

一半径为R，通以电流I的圆线圈，轴线上磁场的公式为

（1-1）

式中 为圆线圈的匝数， 为轴上某一点到圆心O的距离。 它的磁场分布图如图1-1所示。

（2）亥姆霍兹线圈

所谓亥姆霍兹线圈为两个相同线圈彼此平行且共轴，使线圈上通以同方向电流I，理论计算证明：线圈间距a等于线圈半径R时，两线圈合磁场在轴上（两线圈圆心连线）附近较大范围内是均匀的，如图1-2所示。

2．霍尔效应法测磁场

（1）霍尔效应法测量原理

将通有电流I的导体置于磁场中，则在垂直于电流I和磁场B方向上将产生一个附加电位差，这一现象是霍尔于1879年首先发现，故称霍尔效应。电位差 称为霍尔电压。

如图3-1所示N型半导体，若在MN两端加上电压U，则有电流I沿X轴方向流动（有速度为V运动的电子），此时在Z轴方向加以强度为B的磁场后，运动着的电子受洛伦兹力FB的作用而偏移、聚集在S平面；同时随着电子的向S平面（下平面）偏移和聚集，在P平面（上平面）出现等量的正电荷，结果在上下平面之间形成一个电场 （此电场称之为霍尔电场）。这个电场反过来阻止电子继续向下偏移。当电子受到的洛伦兹力和霍尔电场的反作用力这二种达到平衡时，就不能向下偏移。此时在上下平面（S、P平面）间形成一个稳定的电压 （霍尔电压）。

（2）霍尔系数、霍尔灵敏度、霍尔电压

设材料的长度为l，宽为b，厚为d，载流子浓度为n，载流子速度v，则与通过材料的电流I有如下关系：

I=nevbd

霍尔电压 UH=IB/ned=RHIB/d=KHIB

式中霍尔系数RH=1/ne，单位为m3/c；霍尔灵敏度KH=RH/d，单位为mV/mA

由此可见，使I为常数时，有UH= KHIB =k0B，通过测量霍尔电压UH，就可计算出未知磁场强度B。

本实验使用的仪器用集成霍尔元件，已经与显示模块联调，直接显示磁场强度。
实验仪器

亥姆霍兹实验仪由二部分组成。它们分别为励磁线圈架部分磁场测量仪器部分

亥姆霍兹线圈架：

二个励磁线圈：线圈有效半径 105mm

线圈匝数 500匝

二线圈中心间距 105mm

测量磁场传感器： 4501A使用霍尔元件测量磁场。

移 动 装 置：横向可移动距离150mm，纵向可移动距离50mm

距离分辨力0.5mm
实验内容

1. 测量圆电流线圈轴线上磁场的分布

接好电路。调节磁场实验仪的输出功率，使励磁电流有效值为I＝200mA,以圆电流线圈中心为坐标原点，每隔10.0 mm测一 个Umax值，测量过程中注意保持励磁电流值不变，记录数据并作出磁场分布曲线图。

2 .测量亥姆霍兹线圈轴线上磁场的分布

把磁场实验仪的两组线圈串联起来（注意极性不要接反），接到磁场测试仪的输出端钮。调节磁场测试仪的输出功率，使励磁电流有效值仍为I＝200mA。以两个圆线圈轴线上的中心点为坐标原点，每隔10.0mm测一个Umax 值。记录数据并作出磁场分布曲线图。

⑸ 亥姆霍兹

首先看一个通电圆圈的磁场分布。根据毕奥-萨伐尔定律，通过积分运算得到；在过圆心而且垂直于线圈平面的轴线上，距离圆心X处，磁场大小为B=u*R2*I/2[R2+X2][3/2],其中I为电流大小，R为圆圈半径，u为一个常数。亥姆霍兹线圈是两个彼此平行且连通的共轴圆形线圈，他的磁场分布是两个通电圆圈磁场的叠加。半径和两个圆圈的距离不同，叠加的结果也不同。两个线圈之外是逐渐减弱的，但是两个线圈之间可能是中间最弱，也可以是中间最强，还可以是匀强磁场。

如果写实验报告可以如下写：
实验原理

1．载流圆线圈与亥姆霍兹线圈的磁场

（1） 载流圆线圈磁场

一半径为R，通以电流I的圆线圈，轴线上磁场的公式为

（1-1）

式中 为圆线圈的匝数， 为轴上某一点到圆心O的距离。 它的磁场分布图如图1-1所示。

（2）亥姆霍兹线圈

所谓亥姆霍兹线圈为两个相同线圈彼此平行且共轴，使线圈上通以同方向电流I，理论计算证明：线圈间距a等于线圈半径R时，两线圈合磁场在轴上（两线圈圆心连线）附近较大范围内是均匀的，如图1-2所示。

2．霍尔效应法测磁场

（1）霍尔效应法测量原理

将通有电流I的导体置于磁场中，则在垂直于电流I和磁场B方向上将产生一个附加电位差，这一现象是霍尔于1879年首先发现，故称霍尔效应。电位差 称为霍尔电压。

如图3-1所示N型半导体，若在MN两端加上电压U，则有电流I沿X轴方向流动（有速度为V运动的电子），此时在Z轴方向加以强度为B的磁场后，运动着的电子受洛伦兹力FB的作用而偏移、聚集在S平面；同时随着电子的向S平面（下平面）偏移和聚集，在P平面（上平面）出现等量的正电荷，结果在上下平面之间形成一个电场 （此电场称之为霍尔电场）。这个电场反过来阻止电子继续向下偏移。当电子受到的洛伦兹力和霍尔电场的反作用力这二种达到平衡时，就不能向下偏移。此时在上下平面（S、P平面）间形成一个稳定的电压 （霍尔电压）。

（2）霍尔系数、霍尔灵敏度、霍尔电压

设材料的长度为l，宽为b，厚为d，载流子浓度为n，载流子速度v，则与通过材料的电流I有如下关系：

I=nevbd

霍尔电压 UH=IB/ned=RHIB/d=KHIB

式中霍尔系数RH=1/ne，单位为m3/c；霍尔灵敏度KH=RH/d，单位为mV/mA

由此可见，使I为常数时，有UH= KHIB =k0B，通过测量霍尔电压UH，就可计算出未知磁场强度B。

本实验使用的仪器用集成霍尔元件，已经与显示模块联调，直接显示磁场强度。
实验仪器

亥姆霍兹实验仪由二部分组成。它们分别为励磁线圈架部分磁场测量仪器部分

亥姆霍兹线圈架：

二个励磁线圈：线圈有效半径 105mm

线圈匝数 500匝

二线圈中心间距 105mm

测量磁场传感器： 4501A使用霍尔元件测量磁场。

移 动 装 置：横向可移动距离150mm，纵向可移动距离50mm

距离分辨力0.5mm
实验内容

1. 测量圆电流线圈轴线上磁场的分布

接好电路。调节磁场实验仪的输出功率，使励磁电流有效值为I＝200mA,以圆电流线圈中心为坐标原点，每隔10.0 mm测一 个Umax值，测量过程中注意保持励磁电流值不变，记录数据并作出磁场分布曲线图。

2 .测量亥姆霍兹线圈轴线上磁场的分布

把磁场实验仪的两组线圈串联起来（注意极性不要接反），接到磁场测试仪的输出端钮。调节磁场测试仪的输出功率，使励磁电流有效值仍为I＝200mA。以两个圆线圈轴线上的中心点为坐标原点，每隔10.0mm测一个Umax 值。记录数据并作出磁场分布曲线图。

⑹ 实验前为什么要校准霍尔法亥姆霍兹线圈磁场实验仪怎样校准仪器

校正可以知道仪器的精准度状况，更重要是可以保证被校验仪器或设备的所量测数据的精准度，继而保证所测量产品品质。

首先是对仪器进行检查，而这个检查需要对仪器进行实验性的操作，并且要记录操作过后的实验数据，别忘了实验次数尽量多一点，以确保不会出问题，最后就是数据的比对，可以根据标准值与实验值得差距推算出仪器的精准度，而这也就达到了我们进行仪器校准的目的。

(6)亥姆霍兹实验装置图扩展阅读：

仪器量具校准是为了让仪器设备能够正常的运行，并且不会出错。其次就是国家相关规定的要求，没有检测报告和标准的仪器量具是很难获得认可的。

通常，霍尔效应传感器和电路相连，从而允许设备以数位（开/关）模式操作，在这种情况下可以被称为开关。工业中常见的设备，例如气缸，也被用于日常设备中，如一些打印机使用他们来监测缺纸和敞盖的情况。当键盘被要求高可靠性时，便也设计霍尔传感器在其按键内。

霍尔效应传感器通常被用于计量车轮和轴的速度，例如在内燃机点火定时（正时）或转速表上。其在无刷直流电动机的使用，用来检测永磁铁的位置。图示中的轮子，带有两个等距的磁铁，传感器上的电压在一个周期内将两次达到峰值，此设置通常被用来校准磁盘驱动的速率。

⑺ 如何用简单的实验方法判断亥姆霍兹线圈的两线圈是否同向串联

针对实验中磁场对超冷原子团温度和密度的测量的影响,提出了用三组轴向相互垂直回的线圈产生的磁答场来补偿的理论模型,并根据实验条件对理想模型进行修正.通过这个理论模型,不仅能达到空间某点磁屏蔽的要求,而且可以准确预计有关实验环境的磁感应强度...

⑻ 如何用简单的实验方法判断亥姆霍兹线圈的两线圈是否同向串联的

并联无所谓,串联一来定要头尾相接源,教你个最简单却最可靠的办法,找一节电池,将两个线圈随意串联.用两个线圈留出的单头来碰触电池的正负极,若有火花跳出就是头尾相接,若无花就是接反了!注:留心别被感应电压电击了!

⑼ Matlab画图问题，求查错给高分，是亥姆霍兹线圈产生磁场的仿真的物理实验，程序不知道哪里出错了！求助！

把

r3= sqrt( rx.^2+ ry.^2+ rz.^2)^3;

改成

r3= sqrt( rx.^2+ ry.^2+ rz.^2).^3;

就可以了。

有点奇怪，其他地方都用内了点运算容，为什么这个地方不用？