冲击法测定直螺线管磁场的误差分析

冲击电流计是测量在极短时间内电路中通过的电量的高灵敏度仪器，可用来测磁场、电容、电感等.本文结合用冲击法测定螺线管磁场的实际教学经验，对实验中出现的一些误差及对测量的影响进行了较详细的分析，并试图对冲击电流计的正确、合理使用进行探讨.一、测量原理及线路冲击法测量磁场是根据电磁感应定律，利用被测直螺线管中磁通量变化时，包围在这个磁通回路的探测线圈感应出电动势为基础，由串联在探测回路中的冲击电流计准确地测出流过回路的瞬时电量，借以计算磁场.磁场测定的实验线路如图1所示，BG为电流计，N1和N2分别是被测螺管…     

关于电磁感应法测量载流圆线圈轴线上磁场分布的研究

利用毕奥-萨伐尔定律求解载流导线所产生的磁场分布是电磁学中一个非常重要的问题。由于载流圆线圈上的所取的电流元■在轴线上某点处所产生的磁感应强度■方向的取向是三维空间的取向,导致学生对此普遍认为比较抽象,对计算结果难以理解。本文以载流圆线圈轴线上磁场分布为例,通过电磁感应法测量磁场的实验方法测量载流圆线圈轴线上的磁场,实验测量所得的数据图表能够将载流圆线圈轴线上磁分布特点形象的描绘出来,并且实验结果很好的验证了由毕奥-萨伐尔定律求解得到的载流圆线圈轴线上磁感应强度公式,此应用在实践教学中将新的实验技术与电磁学理论相结合的教学模式,使抽象的物理概念和公式变得更加具体化、形象化,也收到了良好的教学效果。     

线极化Bell-Bloom测磁系统中抽运光对磁场灵敏度的影响

利用适用于线极化Bell-Bloom测磁系统的布洛赫方程和含有自旋弛豫的速率方程,以铯原子为研究对象,分析了抽运光对磁场灵敏度的影响,并在实验上分别采用与铯原子D1线和D2线共振的线偏光作为抽运光和探测光,用充有缓冲气体的气室进行了实验.实验结果与理论分析一致,均表明只有在一定的光强范围内,增大抽运光光强可以提高磁场灵敏度.且利用这一方法分析了原子的自旋弛豫对磁场灵敏度的影响.这项研究对于深入认识线极化的Bell-Bloom测磁系统,以及如何通过优化系统实现磁场灵敏度的提高具有重要的意义.     

基于亥姆霍兹线圈的电磁感应实验仪设计制作与教学示例

基于亥姆霍兹线圈提供匀强磁场,研制出一种既能定性演示电磁感应现象,又能半定量探究电磁感应定律的实验仪.实验仪的设计涉及电生磁、磁场叠加、磁生电、能量转化等基本物理原理的综合应用.仪器设计有明显的创新点,富有趣味性和启发性,实验现象明显,操作方便且成功率高,在中学物理教学中有很好的推广价值.     

磁相互作用定律

磁相互作用定律①毛修②（香港孔圣堂中学香港）迄今磁作用力的表达式只包括磁场与直线电流的相互作用Ｆ→＝Ｉｌ→×Ｂ→及直线电流间的相互作用力Ｆ→＝μ０２πａＩ１Ｉ２ｌａ０→（其中ａ为两导线间的垂直距离）；却不能像静电库仑定律那样，表达出磁场对磁场的作用力...     

有限长螺线管的磁场分布和漏磁现象的再探索

为了辅助大学物理电磁学教学,加深学生对螺线管模型的理解,本文采用毕奥萨伐尔定律给出有限长螺线管在空间的磁场的具体数学表达式,并绘制出磁力线和磁感应强度分布.在获得磁场分布的基础上,本文还深入研究螺线管侧壁的漏磁,并提出相对磁通量的概念来描述漏磁.本文的研究结果表明,螺线管长度约等于直径时侧壁的漏磁最严重,约为螺线管中心横截面上最大磁通量的40%.本文结论对螺线管的工程应用和大学物理电磁学教学中螺线管的模型的深入理解有一定的价值.     

弱磁场中质子的自由进动和一个野外测磁场的实验

本文报导了我们在弱场中进行的核矩预极化和核矩自由进动的实验和分析。主要研究了极化磁场衰减过程中核矩的运动、讯号的绝对强度,并观察到探头转动对讯号频率的影响,指出了这是测核磁矩正负号的最直接的方法。此外,弱磁场中质子自由进动现象在高空磁场测量、地质探矿、石油开采等方面都有重要的实际应用,本文的结果对解决这些应用中的具体问题是有帮助的。为了检验全套仪器在野外工作时的性能,以及观察周围大体积的磁性物质对讯号频率的影响,我们在野外进行了一系列的测磁实验,获得了肯定的结果。测磁的相对精密度达到1×10^-5。     

测量介质膜折射率的实验方法

本文介绍利用布儒斯特定律测膜层折射率,其实验原理简单,仪器是教学实验室中常用的仪器,测量方法比干涉法简便,且测量精确度也可以满足研究光学薄膜的要求.本实验对提高学生分析问题和解决问题的能力有一定的帮助.一、原理薄膜的折射率和膜层的厚度(或薄膜引起的光程)的测量是光学薄膜研究的重要内     

带电粒子的动量分析和能量分析

本文介绍用磁分析器对带电粒子进行动量分析及用静电分析器对带电粒子进行能量分析的实验原理和方法.实验中用到高真空、离子源、磁场、高电压及小电流测量等方面的实验技术,可以对学生进行综合性的实验训练.一、基本原理 1.磁分析器 磁分析器是对带电粒子进行动量分析的仪器,它由直流电磁铁和真空盒组成.直流电磁铁包括磁轭、磁极和励磁线圈三部份(见图1).磁极和磁轭用工业纯铁做成,励磁线圈是用漆包线在铜骨架上绕制而成.两磁极面彼此平行,且呈60°扇形.放在两磁极之间的真空盒作为粒子的通道. 设速度为。的带电粒子进入磁感应强度为B的…     

《电磁学》自学辅导材料(七)——麦克斯韦电磁理论和电磁波

简要的历史回顾 1785年确立了库仑定律,这是静电学的实验定律,由此导出了一整套静电场的规律.1820年前后经过多位物理学家的共同努力,确立了毕奥-萨伐尔-拉普拉斯定律,这是静磁学实验定律,由此得出了一套稳恒磁场的规律.1831年法拉弟经过长期研究发现了以他的名字命名的电磁感应定律.1862年麦克斯韦提出位移电流和涡旋电场两个假说.随后,1864年麦克斯韦系统地提出了电磁场的统一理论——麦克斯韦方程组,由此预言了电磁波的存在.1887年赫兹用实验证实了电磁波的存在. §1电磁场的基本规律 麦克斯韦位移电流的假说 我们知道,H的环流定理 内只…     

电磁感应中“阻碍”变化也可见

1834年俄国物理学家楞次概括了各种实验结果,提出了直接判断感应电流方向的法则,即楞次定律,闭合回路中产生感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流磁通量的变化.在进行楞次定律的教学中,学生通常不太理解定律中"阻碍变化"的涵义.笔者在教学中,用实验来突破学生理解上的难     

《电磁学》自学辅导材料(五) 磁介质

磁介质磁化的研究方法与电介质的极化研究方法类似,学习本章时注意和电介质的极化对比是有益的。 磁介质放在外磁场B0中→磁介质要磁化→磁化的结果是在磁介质内部或表面产生磁化电流(I’,i’)→磁化电流激发一个附加磁场B’→空间各处的磁场 B= B0 × B' 磁化完成后,磁化电流不随时间变化,所以B’是稳恒磁场.由于B0是稳恒磁场,所以有磁介质存在时的总磁场B为稳恒磁场,因此稳恒磁场的规律对B完全适用,即: 1 磁介质磁化的微观机制 一、顺磁质的磁化.(对比电介质中有极分子的取向极化) 顺磁质分子结构上的特点:每个顺磁质分子具有固有分子…     

多功能虚拟电子测量仪

正仪器简介多功能虚拟电子测量仪结合虚拟仪器技术优势,设计出包括数字示波器、信号发生器、直流电压源、频率特性仪以及逻辑分析仪功能的电子测试仪器。特色优势1.本仪器具有硬件成本低、集成度高、体积小的特点。在一块电路板上集成了信号发生器、示波器、频率特性仪、逻辑分析仪、直流电压源这些仪器。2.本仪器不仅适应于课堂实验教学,而且还可以用于课外学生自主实验,学生只需拥有一台电脑和一块手掌大小的硬件电路板,便能够随时随地做实验,能够有效提高     

紧凑型电子自旋共振(ESR)仪

描述了一种原创的紧凑型电子自旋共振(ESR)仪.该仪器具备高性能、低成本、简单可靠、结构紧凑、开放构架、多功能模块等一系列特点.分析了ESR谱仪的多个微波单位,研发并通过实验验证了自差ESR谱仪的最优双腔结构,并设计了一种可提供高均匀磁场的电、永磁混合磁体.最后介绍了这种新型紧凑型电子自旋共振仪的主要参数和应用.     

测定物质密度的几种方法

物理实验在物理教学中有着举足轻重的地位 ,它不仅能够激发学生学习物理知识的浓厚兴趣 .探索物质世界奥秘的求知欲 ,巩固已学的物理概念、公式和物理定律 ,更是培养学生动手操作能力和分析、解决实际问题的综合思维能力的重要途径 .随着素质教育的全面推进 ,物理实验在物理教学中显得更为重要 .随着教育改革的深入 ,全面素质教育的推进 ,对学生实验能力的要求越来越高 ,教师只是让学生简单地按照规定的实验操作步骤重复实验 ,已不能满足素质教育的要求 .本文意在抛砖引玉 ,从测物质密度的方法创新上对于拓宽学生的视野给出一点启示 .1　均…     

利用智能手机磁传感器测量亥姆霍兹线圈磁场

通过预实验确定智能手机磁传感器的位置后,用其测量亥姆霍兹线圈轴线的磁场分布,验证毕奥-萨伐尔定律及磁场的叠加原理,提供一种较为精确而简便的测量磁场的新方法.     

航空超导全张量磁梯度仪的串扰研究

航空超导全张量磁梯度仪是使用飞行平台搭载的磁法测量设备,因其磁场灵敏度高、采集信息丰富、体积小等特点,被认为是第三代航磁探测的发展方向.本文构建了六棱锥构型的全张量梯度模块,由一个三轴超导量子干涉器(SQUID)磁强计和6个低温超导平面一阶SQUID梯度计组成.测试结果表明,在该多通道系统中,SQUID之间的串扰明显,对测量结果造成影响.本文对该超导全张量磁梯度仪的串扰进行了分析,并测量了串扰数据.分析了影响串扰的因素后,通过增加SQUID间的间距和改变接线方式等措施,对全张量模块结构进行了优化.实验结果表明,新构型模块对串扰改善在一个数量级以上,极大地提高了超导全张量磁梯度仪的精度和实用性.     

大学物理电磁学教学改革的研究与实践

大学物理电磁学部分内容抽象,逻辑性强,一直是教学重点和难点.学生在学习和理解电场和磁场的概念及规律时,经常混淆电学和磁学的问题,更难清晰地理解和建立电磁场理论.在电学和磁学的教学过程中对教学内容进行深入的分析研究,改变孤立地讲解电、磁现象的定理、定律的传统教学方法,从"场"的共性与描述的共同特点和规律出发,通过类比和归纳等方法,引导学生深入理解电磁场理论的精髓.     

开环式GMR传感器电流测量实验研究

利用巨磁电阻搭建惠斯通电桥,电阻构成的平面与磁敏电阻二维膜平面平行,改变待测电流与二维膜面的距离和夹角,调整待测电流与电桥磁敏感轴的夹角,选用恰当的电桥输出电压测量仪器对GMR电流传感器的线性度进行分析,发现开环结构的GMR电流传感器的线性拟合优度在mA~A级别达0.999以上.由于GMR电流传感器对弱磁场能产生响应,环境磁场对测量结果会产生影响,实验以磁电式电表为影响源从磁滞的角度对该问题进行了分析.     

受迫振动仪光控打火电路的改进

受迫振动仪是用来进行研究物体振动特性实验的必不可少的仪器.学生用它测试受迫振动的物体的幅频特性,相频特性,从而加深对振动理论的理解.我校近年来实验中所使用的受迫振动仪为南京师范学院生产的 GZY-1型共振仪.仪器的原光控打火电路易出故障且不易检修,影响了教学.为了减少仪器的故障率和