[发明专利]一种单线圈电流磁感应强度测量方法

说明书

本发明公开了一种单线圈电流磁感应强度测量方法，包括：桌板上嵌入透明的圆筒，单线圈绕在圆筒外侧，并通过连接线与电源部分的接线柱相连接，在单线圈中间放置小磁针，将单线圈通过某一定值电流后，首先将小磁针置于单线圈的圆平面中心，测得小磁针的偏转角度后，然后将小磁针沿水平中心线向单线圈边缘逐步移动，读出对应点的小磁针的偏转角度，即可计算出对应各点磁感应强度值，由于单线圈在实验装置中是可以绕其中心点转动的，所以就等于已知了在单线圈平面内磁感应强度的全部分布情况。既可以定量的测量出单线圈平面内，各点的磁感应强度分布情况，又可以学习相关的物理知识，使用方便，并且结构简单，容易操作，实用性强。

技术领域

本发明涉及一种测量方法，尤其涉及一种单线圈电流磁感应强度测量方法。

背景技术

目前的物理教学中，关于单线圈电流的磁感应强度的知识点，一般物理教材中只给出了电流通过单线圈时在单线圈圆心处的磁感应强度，对单线圈平面内任意点的磁感应强度没有进行讨论，当线圈匝数很多的时候，电磁感应很强并且容易测量，但单线圈的电磁感应较弱，特别是电流较小的时产生的电流磁场很弱，就更不容易测量。

市面上已经有的磁感应强度测量装置大多是测量多线圈的电流磁感应强度的仪器，而且都是在测量中直接读数，对于物理教学中学习、理解相关电磁学知识没有多大帮助。

发明内容

本发明的目的是提供一种单线圈电流磁感应强度测量方法，应用于物理教学中，并通过实验测量，获得单线圈平面内任意点的磁感应强度分布情况，并学习相关的物理知识。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种单线圈电流磁感应强度测量方法所用装置如图1所示。

桌板1上嵌入透明的圆筒2，单线圈3绕在圆筒2外侧，并通过连接线8与电源部分4的接线柱相连接，在单线圈中间放置小磁针5；

水平转动桌板1，使得单线圈3的圆平面和地磁场方向一致，即小磁针5放入单线圈3的圆平面内，小磁针5所指的方向。单线圈3未通电流时小磁针5的指向和单线圈3处于同一平面内。

单线圈3有电流通过时，单线圈3产生的磁感应强度B垂直于单线圈3的圆平面，忽略地磁场垂直分量，仅考虑水平分量B_X，则小磁针5在单线圈3内电流产生的磁场和地磁场B_X的作用下，偏转角度θ，如图2所示。则通过单线圈3的电流产生的磁感应强度为

B＝B_xtanθ (1)

当小磁针5处于单线圈3的中心位置时，小磁针5的偏转角度为θ₀，此时单线圈3的电流产生的磁感应强度为

地磁场的水平分量

式中，μ₀为真空磁导率；I为通过单线圈3的电流；R为单线圈3的半径。

将(3)式代入(1)式，可得单线圈3电流的磁感应强度为

如果通过单线圈3的电流值I不变，式(4)中各项均可测量得到。

将单线圈3通过某一定值电流：