大学物理实验教案部分霍尔效应测磁场

霍尔效应测磁场实验教案 霍尔效应是一种重要的物理现象，它是根据霍尔效应制成的一种磁电变换元件。霍尔效应的本质是运动电荷在磁场中由于受到洛伦兹力的作用而引起的偏转。霍尔元件是根据霍尔效应制成的一种磁电变换元件。 在本实验中，我们将利用霍尔效应来测量螺线管内的磁场分布。实验仪器包括霍尔元件、螺线管、电源、电压表等。实验步骤包括： 1. 将霍尔元件放在螺线管口的不同位置上，并将螺线管通上电流。 2. 对称测量霍尔电压𝑈𝐻，在霍尔元件的两侧测量电压𝑈𝐴𝐴′，然后计算霍尔电压𝑈𝐻。 3. 计算磁感应强度𝐵 = 𝑈𝐻 / 𝐾𝐻 ∙ 𝐼𝑆。 4. 在螺线管的中心点计算理论磁感应强度𝐵0 = 𝜇0𝑛𝐼𝑀。 5. 比较理论值𝐵0与实验值𝐵，计算相对误差𝐸𝑟 =|𝐵0 ― 𝐵|𝐵0× 100%。 6. 以霍尔元件所处轴向位置 x 为横坐标，磁感应强度 B 为纵坐标，绘制螺线管内轴向磁场分布图。 本实验的目的是为了测量螺线管内的磁场分布，并了解霍尔效应的原理和应用。通过本实验，学生可以了解霍尔效应的原理和应用，并掌握测量磁场的方法。 知识点： 1. 霍尔效应的原理和应用 2. 霍尔元件的工作原理 3. 霍尔效应测磁场的原理和方法 4. 螺线管内的磁场分布 5. 霍尔效应在磁场测量中的应用 实验设备： * 霍尔元件 * 螺线管 * 电源 * 电压表 * 多用表 实验步骤： 1. 将霍尔元件放在螺线管口的不同位置上，并将螺线管通上电流。 2. 对称测量霍尔电压𝑈𝐻，在霍尔元件的两侧测量电压𝑈𝐴𝐴′，然后计算霍尔电压𝑈𝐻。 3. 计算磁感应强度𝐵 = 𝑈𝐻 / 𝐾𝐻 ∙ 𝐼𝑆。 4. 在螺线管的中心点计算理论磁感应强度𝐵0 = 𝜇0𝑛𝐼𝑀。 5. 比较理论值𝐵0与实验值𝐵，计算相对误差𝐸𝑟 =|𝐵0 ― 𝐵|𝐵0× 100%。 6. 以霍尔元件所处轴向位置 x 为横坐标，磁感应强度 B 为纵坐标，绘制螺线管内轴向磁场分布图。 实验注意事项： * 霍尔元件的灵敏度𝐾𝐻应由制造厂提供。 * 螺线管的长度和匝数应记录在实验记录中。 * 实验中应注意电流强度𝐼𝑆和磁场强度𝐵的安全问题。 * 实验记录应详细记录实验步骤、数据和结果。