用霍爾效應(yīng)測量螺線管磁場 物理實驗報告

1、.華南師范大學(xué)實驗報告學(xué)生姓名 學(xué) 號 專 業(yè) 化學(xué) 年級、班級 課程名稱 物理實驗 實驗項目 用霍爾效應(yīng)測量螺線管磁場 實驗類型 驗證 設(shè)計 綜合 實驗時間 2012 年 3 月 07 實驗指導(dǎo)老師 實驗評分 一、 實驗?zāi)康模?1了解霍爾效應(yīng)現(xiàn)象，掌握其測量磁場的原理。2學(xué)會用霍爾效應(yīng)測量長直通電螺線管軸向磁場分布的方法。圖1二、 實驗原理：根據(jù)電磁學(xué)畢奧薩伐爾定律，通電長直螺線管線上中心點的磁感應(yīng)強度為: （1）理論計算可得，長直螺線管軸線上兩個端面上的磁感應(yīng)強度為內(nèi)腔中部磁 感應(yīng)強度的1/2： （2）式中，為磁介質(zhì)的磁導(dǎo)率，真空中的磁導(dǎo)率0=410-7(Tm/A)，N為螺線管的總匝數(shù)，I

2、M為螺線管的勵磁電流，L為螺線管的長度，D為螺線管的平均直徑。三、 實驗儀器： 1FB510型霍爾效應(yīng)實驗儀 2FB510型霍爾效應(yīng)組合實驗儀（螺線管）四、 實驗內(nèi)容和步驟：1. 把FB510型霍爾效應(yīng)實驗儀與FB510型霍爾效應(yīng)組合實驗儀（螺線管）正確連接。把勵磁電流接到螺線管IM輸入端。把測量探頭調(diào)節(jié)到螺線管軸線中心，即刻度尺讀數(shù)為13.0cm處，調(diào)節(jié)恒流源2,使Is=4.00mA，按下(VH/Vs)（即測VH），依次調(diào)節(jié)勵磁電流為IM=0500mA，每次改變50mA, 依此測量相應(yīng)的霍爾電壓，并通過作圖證明霍爾電勢差與螺線管內(nèi)磁感應(yīng)強度成正比。2. 放置測量探頭于螺線管軸線中心，即13.

3、0cm刻度處，固定勵磁電流500mA，調(diào)節(jié)霍爾工作電流為：Is=04.00mA，每次改變0.50mA，測量對應(yīng)的霍爾電壓VH，通過作圖證明霍爾電勢差與霍爾電流成正比。3. 調(diào)節(jié)勵磁電流為500mA，調(diào)節(jié)霍爾電流為4.00mA，測量螺線管軸線上刻度為X=0.0cm13.0cm，每次移動1cm，測各位置對應(yīng)的霍爾電勢差。(注意,根據(jù)儀器設(shè)計,這時候?qū)?yīng)的二維尺水平移動刻度讀數(shù)為：13.0cm處為螺線管軸線中心，0.0cm處為螺線管軸線的端面，找出霍爾電勢差為螺線管中央一半的數(shù)值的刻度位置。與理論值比較，計算相對誤差。按給出的霍爾靈敏度作磁場分布BX圖。)五、 注意事項：1. 勵磁線圈不宜長時間通電

4、，否則線圈發(fā)熱，會影響測量結(jié)果。2. 霍爾元件有一定的溫度系數(shù)，為了減少其自身發(fā)熱對測量影響，實驗時工作電流不允許超過其額定值5mA，（建議使用值：Is=04mA）。六、 數(shù)據(jù)處理： IM（mA）V1（mV）+B，+ISV2（mV）-B，+ISV3（mV）-B，-ISV4（mV）+B，-ISVH(mV)03.253.24-1.42-1.422.33503.712.78-0.96-1.892.341004.162.34-0.50-2.332.331504.611.89-0.05-2.782.332005.071.430.39-3.232.532505.530.960.85-3.692.76300

5、5.980.531.30-4.142.993506.430.071.76-4.593.214006.88-0.372.20-5.033.624507.33-0.822.66-5.494.085007.78-1.263.10-5.934.52Is（mA）V1（mV）+B，+ISV2（mV）-B，+ISV3（mV）-B，-ISV4（mV）+B，-ISVH(mV)00920.910.910.900.910.51.780.631.190.030.911.002.640.351.46-0.811.321.503.490.081.74-1.671.752.004.36-0.192.02-2.522.272

6、.505.22-0.452.30-3.372.843.006.09-0.732.58-4.253.413.506.94-0.992.84-5.093.974.007.80-1.263.11-5.944.53X(cm)V1（mV）+B，+ISV2（mV）-B，+ISV3（mV）-B，-ISV4（mV）+B，-ISVH(mV)05.481.030.83-3.612.7416.59-0.061.94-4.703.3227.20-0.672.55-5.323.9437.46-0.932.80-5.574.1947.58-1.052.93-5.704.3257.66-1.123.01-5.774.3967.71-1.173.05-5.824.4477.73-1.183.06-5.844.4587.74-1.203.07-5.854.4797.75-1.193.07-5.854.47107.75-1.213.08-5.874.48117.77-1.213.10-5.884.49127.78-1.233.11-5.904.51137