测量磁感应强度的所有方法

kuaidi.ping-jia.net  作者:佚名   更新日期:2024-07-29
测量磁场的方法有哪些?

一、利用安培力计算公式F=BIL测磁感应强度B

例1. 如图1所示,天平可用来测定磁感应强度,天平的右臂上挂有一矩形线圈,宽度为l,共N匝,线圈下端悬在匀强磁场中,磁场方向垂直纸面。当线圈中通有电流I(方向如图)时,在天平左右两边加上质量分别为 的砝码,天平平衡,当线圈中电流反向时,右边需再加砝码m,天平重新平衡。由此可知()


图1

A. 磁感应强度的方向垂直纸面向里,大小为 ;

B. 磁感应强度的方向垂直纸面向里,大小为 ;

C. 磁感应强度的方向垂直纸面向外,大小为 ;

D. 磁感应强度的方向垂直纸面向外,大小为 。

分析与解:因为电流反向后,右边需加砝码,故可知电流反向之后,通电线圈受向上的安培力作用,由左手定则得磁场的方向垂直线面向里。又因为磁场对线圈的作用力: ,电流反向前,由平衡条件有: ,电流反向后有: ,综合以上各式有: ,正确答案为B。

二、利用感应电动势 测磁感应强度B

例2. 为了控制海洋中水的运动,海洋工作者有时依靠水流通过地磁场产生的感应动势以及水的流速测地磁场的磁感应强度向下的分量B,某课外活动兴趣小组由四个成员甲、乙、丙、丁组成,前去海边某处测量地磁场的磁感应强度向下的分量B。假设该处的水流是南北流向,且流速为v,问下列哪种测定方法可行?()

A. 甲将两个电极在水平面沿水流方向插入水流中,测出两极间距离L及与两极相连的测量电势差的灵敏仪器的读数U,则 ;

B. 乙将两个电极在水平面沿垂直水流方向插入水流中,测出两极间距离L及与两极相连的测量电势差的灵敏仪器的读数U,则 ;

C. 丙将两个电极沿垂直海平面方向插入水流中,测出两极间距离L及与两极相连的测量电势差的灵敏仪器的读数U,则 ;

D. 丁将两个电极在水平面上沿任意方向插入水流中,测出两极间距离L及与两极相连的测量电势差的灵敏仪器的读数U,则 。

分析与解:因需测量地磁场向下的分量B,而水流方向为南北流向,相当于东西方向的导体切割磁感线,此时 ,所以导体应在垂直于水流方向,即把电极在东西方向插入水中,测出两极距离L和电压U,可得 ,正确答案为B。

三、利用产生感应电动势时回路的电量与磁感应强度的关系测磁感应强度B

例3. 物理实验中,常用一种叫“冲击电流计”的仪器测定通过电路的电荷量。如图2所示,探测线圈和冲击电流计串联后,可用来测定磁场的磁感应强度。已知线圈的匝数为n,面积为S,线圈与冲击电流计组成的回路电阻为R,把线圈放在被测匀强磁场中,开始线圈平面与磁场垂直,现把探测线圈翻转180°,冲击电流计测出通过线圈的电荷量为q,由上述数据可测出被测磁场的磁感应强度为()


图2

A. B. C. D.
分析与解:当线圈翻转180°,线圈中的磁通量发生变化 =2BS,呷∑��钠骄�杏Φ缍�?/FONT>E= ,线圈中的平均感应电流 ,通过线圈的电量 ,由以上各式得: ,故正确答案为C。

四、利用霍尔效应测磁感应强度B

例4. 磁强计是用利用霍尔效应测量磁感应强度的仪器。其原理如图3所示,一块导体高为l,厚为d,分别接有a、b、c、d四个电极,将导体放在如图示的匀强磁场中,当a、b间通过电流I时,在电极c、d接上灵敏度极高的电压表,测得两极间的电势差为U,试求匀强磁场的磁感应强度B为多少?


图3

分析与解:当c、d两极间的电势差恒为U时,设c、d两极间的电场强度为E,则U=El,因此时导体中的自由电荷受到的电场力与洛伦兹力平衡,故 ,v为自由电荷的定向移动速度。所以 。设导体中单位体积内的自由电荷数为n,则电流I=nqSv,而 ,所以 ,故 。由上式可知 ,即只要将装置先在已知磁场中定出标度,就可以通过测定U来确定磁感应强度B的大小。

带电粒子在磁场中作圆周运动
R=mv/qB
即B=mv/qR
如果是普通的磁场,和电流相关的时候是有计算公式的,还有磁场的高斯定律、回路定理

除了霍尔效应之外。电磁感应是最基本的测量磁感应强度的方法。
不过电磁感应原理只能测量变化的磁感应强度,当磁感应强度恒定时,一般采用霍尔效应测量。
此外,对于一些模型较简单的产生磁感应强度的装置,在已知磁导率的情况下,也可以通过测量电流、位置的方法计算磁感应强度。

测量方法分两大类包括利用经典物理效应和利用量子物理效应。两者之下还有细分,包括:
–经典物理效应
•电磁场感应
•电磁效应
–霍尔效应
–磁阻效应
•磁致伸缩效应
•磁光效应
–量子物理效应
•约瑟夫森效应
•磁共振效应
•磁光谱塞曼效应

  • 磁化强度测量方法
    答:1、电流天平法 应用通电导线在磁场中受力的原理,可制成灵敏的电流天平,依据力矩平衡条件,测出通电导线在匀强磁场中受力的大小,从而测出磁感应强度。2、力的平衡法 应用通电线在磁场中受力平衡的原理,根据平衡条件建立平衡方程,从而求出磁感应强度。3、动力学法 应用通电线在磁场中受力的原理,根...
  • 测量磁感应强度的所有方法
    答:除了霍尔效应之外。电磁感应是最基本的测量磁感应强度的方法。不过电磁感应原理只能测量变化的磁感应强度,当磁感应强度恒定时,一般采用霍尔效应测量。此外,对于一些模型较简单的产生磁感应强度的装置,在已知磁导率的情况下,也可以通过测量电流、位置的方法计算磁感应强度。
  • 测量磁感应强度的所有方法除了霍尔效应以外还有多
    答:1;磁感应强度越小.利用安培力计算公式F=BIL测磁感应强度B,表示磁感应越弱。3.利用感应电动势 测磁感应强度B。2。在物理学中磁场的强弱使用磁感应强度来表示,磁感应强度越大表示磁感应越强。4。磁感应强度(magnetic flux density),描述磁场强弱和方向的物理量,是矢量,常用符号B表示,国际通用...
  • 如何测量磁感应强度
    答:磁感应强度的计算公式为B=F/IL=F/qv=E/v =Φ/S 其中在磁场中垂直于磁场方向的通电导线所受的安培力为F,电流大小为I,而导线长度为L。电荷量为q,速度为v,电场强度为E,磁通量为Φ,S为面积。注意:1、磁场中某位置的磁感应强度的大小和方向是客观存在的,与放入的导线的电流有多大,导线有...
  • 如何测定磁感应强度的大小?
    答:在国际单位制(SI)中,磁感应强度的单位是特斯拉(T);也有用高斯(Gs)作单位的。测量磁感应强度的常见方法,有基于感应电动势效应的探测线圈法和基于霍耳效应的霍耳片法等。磁感应强度定义 表征磁场强弱程度和磁场方向的物理量,又称磁通密度。是矢量,常用符号B表示,国际通用单位为特斯拉(符号为T)...
  • 怎么计算磁感应强度?
    答:磁感应强度可以用安培力法、霍尔电压法等方法来测量,其计算公式如下:1. 安培力法通常用于测量直线电流的磁场 B = μo * I / (2πr)其中,μo为真空磁导率,I为电流大小,r为电流所形成的磁场中某点与电流间的距离。2. 霍尔电压法通常用于测量弱磁场,如环境磁场。B = V / (R*I)其中,V...
  • 磁场测量有哪些方法?
    答:1. 磁力计法:磁力计是测量磁场强度的基本工具。它们可以基于霍尔效应、磁阻效应或磁感应强度等原理制成。2. 霍尔效应法:通过测量霍尔元件在磁场中的电压变化,可以确定磁场的强度和方向。这种方法灵敏度高,应用广泛。3. 磁阻效应法:磁阻的变化与磁场强度成正比,通过测量这种变化可以得到磁场的强度信息...
  • 磁场测量的方法有哪些
    答:磁场测量的方法有:磁力计法、霍尔效应法、磁阻效应法、磁感应强度法、磁力线追踪法、电磁感应法、核磁共振(NMR)和磁共振成像(MRI)技术。1、磁力计法:使用磁力计(也称为磁场仪)来测量磁场强度。磁力计可以是基于霍尔效应、磁阻效应或磁感应强度等原理工作的仪器。2、霍尔效应法:利用霍尔元件测量...
  • 测量磁场的方法有哪些?
    答:一、利用安培力计算公式F=BIL测磁感应强度B 例1. 如图1所示,天平可用来测定磁感应强度,天平的右臂上挂有一矩形线圈,宽度为l,共N匝,线圈下端悬在匀强磁场中,磁场方向垂直纸面。当线圈中通有电流I(方向如图)时,在天平左右两边加上质量分别为 的砝码,天平平衡,当线圈中电流反向时,右边需...
  • 特斯拉计是测量什么
    答:特斯拉计是测量磁感应强度。一、特斯拉计定义:特斯拉计又称为高斯计,是测量物体于空间上一个点的静态或动态(交流)磁感应强度, 由霍尔传感器(精度更高可选择磁通门传感器)。经过物体磁力线穿过产生电流电压,主设备上面显示磁感应强度,是根据霍尔效应制成的测量磁感应强度的仪器,它由霍尔探头和测量...