畢奧-薩伐爾定律實(shí)驗(yàn)

1、畢奧 畢奧-薩伐爾定律驗(yàn)證實(shí)驗(yàn) 薩伐爾定律驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 測(cè)定直導(dǎo)體和圓形導(dǎo)體環(huán)路激發(fā)的磁感應(yīng)強(qiáng)度與導(dǎo)體電流的關(guān)系2. 測(cè)定直導(dǎo)體激發(fā)的磁感應(yīng)強(qiáng)度與距導(dǎo)體軸線距離的關(guān)系3. 測(cè)定圓形導(dǎo)體環(huán)路激發(fā)的磁感應(yīng)強(qiáng)度與環(huán)路半徑以及距環(huán)路距離的關(guān)系實(shí)驗(yàn)原理根據(jù)畢奧-薩伐爾定律，電流元在 Idl 空間某點(diǎn) r 處產(chǎn)生磁感應(yīng)強(qiáng)度 dB 的大小：與 Idl 的大小成正比，與電流元到該點(diǎn)的距離 r 的平方成反比，與 Idl 和 r 之間小于 π 的夾

2、角 的正弦成正 ?比，比例系數(shù)為 ，即 ? ? 4 / 0（1） 02d sin d 4I l B r? ?? ?式中 稱為真空磁導(dǎo)率，其值為 。dB 的方 0 ? A / m T 10 4 70 ? ? ? ? ? ?向垂直于 Idl 與 r 構(gòu)成的平面，用右手螺旋法則確定。畢奧-薩伐爾定律的矢量表達(dá)式為（2） 02d d 4r Ir??? ? l e B式中 er 是 r 方向上的單位矢量。對(duì)于確定幾何形狀的導(dǎo)體，利用公式（1）對(duì)

3、dB 積分，就得到該載流導(dǎo)體產(chǎn)生的總磁感應(yīng)強(qiáng)度 B。例如：一根無(wú)限長(zhǎng)導(dǎo)體，在距軸線 r 的位置產(chǎn)生的磁場(chǎng)大小為：（3） 00 2I B r?? ?而半徑為 R 的圓形導(dǎo)體回路在圓環(huán)軸線上距圓心 x 處產(chǎn)生的磁場(chǎng)大小為：（4）? ?2 20 03 2 3 2 2 2 2IR IR B r R x? ? ? ??5. 打開(kāi)恒流源電源。從 0 開(kāi)始,逐漸增加電流強(qiáng)度 I，每次增加 1A，直至 10A，逐次記錄測(cè)量的將磁感應(yīng)強(qiáng)度值；6. 保持

4、，逐步向右及向左移動(dòng)磁感應(yīng)強(qiáng)度探測(cè)器， 10A I ?測(cè)量磁感應(yīng)強(qiáng)度 B 與偏離圓心的距離 x 的關(guān)系，并記錄相應(yīng)數(shù)值。當(dāng)探測(cè)器恰好位于圓心處，視為偏離，緩慢移動(dòng)探測(cè)器，每次移動(dòng) 1cm，直至 10cm， 0cm x ?逐次記錄測(cè)量到的磁感應(yīng)強(qiáng)度值。7. 將半徑為 20mm 的圓環(huán)導(dǎo)體環(huán)替換為 40mm 及 60mm 導(dǎo)體環(huán)；重復(fù)步驟 1-6。注意事項(xiàng):1. 儀器測(cè)量前需預(yù)熱 5 分鐘；2. 測(cè)量時(shí)要使探測(cè)器盡量遠(yuǎn)離電源，避免電源輻射的

5、磁場(chǎng)梯度對(duì)測(cè)量的影響；3. 調(diào)整電源和磁場(chǎng)探測(cè)器的位置角度或增加它們的距離可以基本消除電源輻射的磁場(chǎng)梯度對(duì)測(cè)量的影響；4. 確認(rèn)導(dǎo)線正確連接，電流值逆時(shí)針調(diào)到最小后再開(kāi)關(guān)電源；不要用力拽磁場(chǎng)探測(cè)器的導(dǎo)線。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理一、 磁感應(yīng)強(qiáng)度大小 B 與電流 I 之間的關(guān)系磁感應(yīng)強(qiáng)度大小與電流之間的關(guān)系電流 I（A） 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10直導(dǎo)線R=20mmR=40mm 圓環(huán)R=60mm二、 磁感應(yīng)強(qiáng)度大小與位