《大学物理实验》课程教学课件（PPT讲稿）电磁学——霍尔测磁场

实验十一用霍尔元件测螺线管磁场实验目的1.学习用霍尔效应测量磁场的原理和方法2.学习用霍尔器件测长直螺线管的轴线磁场分布

实验十一 用霍尔元件测 螺线管磁场 实验目的 1.学习用霍尔效应测量磁场的原理和方法 2.学习用霍尔器件测长直螺线管的轴线磁场分布

实验仪器示意图纵向调节支架探杆螺线管霍尔器件X2轴向调节支架XiIX换向Is换向U输出冷人Is输入

实验仪器示意图

实验仪器实物图

实验仪器实物图

霍尔效应的示意图+FV9F

霍尔效应的示意图

实验原理：由静电作用力与洛仑兹力相等UH= evBbIBKI,BUμ= bvB=end1其中：KHecd因此：HB=KμIs

实验原理: 由静电作用力与洛仑兹力相等: UH e evB b = H H S IB U bvB K I B end = = - = 1 KH ecd 其中: = H H S U B K I 因此： =

由于以下几个原因：霍尔元件本身不很均匀载流子的速度有大有小，所受到的作用力并不相等：工作电流引线的焊接点M、N处的电阻不相等：环境温度等，带来附加电压，影响到所测磁感应强度的准确性。因此采用电流与磁场换向的对称测量法，在设定电流和磁场的正、反方向后，依次测量四组不同方向的Is和B组合的P、S两点之间的电压，基本上能够把副效应的影响从测量的结果中消除Uμ==(U.I+IU2I+U,I+U.l)

由于以下几个原因: 霍尔元件本身不很均匀； 载流子的速度有大有小，所受到的作用力并不 相等；工作电流引线的焊接点Ｍ、Ｎ处的电阻 不相等；环境温度等,带来附加电压，影响到所 测磁感应强度的准确性。因此采用电流与磁场 换向的对称测量法，在设定电流和磁场的正、 反方向后，依次测量四组不同方向的Is和B组 合的P、S两点之间的电压，基本上能够把副效 应的影响从测量的结果中消除。 1 2 3 4 1 ( ) 4 U U U U U H = + + +

实验步骤如下图连接线路5TH-S型螺线管磁场洲试纹五品号9注意：严禁将测试仪的励磁电源“输出”误接到实验仪的“输入”或“输出”处，否则一旦通电，霍尔元件即被烧毁

实验步骤: 一：如下图连接线路： 注意：严禁将测试仪的励磁电源“输出”误接到 实验仪的“输入”或“输出”处，否则一旦通电， 霍尔元件即被烧毁

二：将测试仪的“Is调节”和“Im调节”旋钮均置零位，待开机数分钟后若U.显示不为零，则通过面板左下方小孔的“调零”电位器实现零取ls=8.00mA，Im=0.800A，并在测试过程中保持不变。调节X和X，旋钮，测出探头离中心位置X=14.00-X,-X的U、U2、U3U的值，并计算相对应的及值，记入表中。注意：霍尔元件的灵敏度与温度有关，为了防正螺线管因长时间通电而升温，仅U当在读取值时才可接通，每测定一组数据，在改变XX,时，务必将lm切断

二：将测试仪的“Is调节”和“Im调节”旋钮 均置零位，待开机数分钟后若UH显示不为零， 则通过面板左下方小孔的“调零”电位器实现 调零三：取。Is = 8.00 mA， Im = 0.800 A，并在测 试过程中保持不变。调节X1和X2旋钮，测出探 头离中心位置 X= 14.00- X1 -X2的U1、U2、U3、 U4的值，并计算相对应的及值，记入表中。 注意：霍尔元件的灵敏度与温度有关，为了防 止螺线管因长时间通电而升温，仅UH当在读取 值时才可接通，每测定一组数据，在改变X1、 X2时，务必将Im切断

四：画出磁场沿螺线管中心轴的分布图B=-u.nlB=unl计算螺和公式五：用公式2线管中心和管边两点处的磁感应强度值，并与实验值比较，求出相对误差，分析误差产生的原因

四：画出磁场沿螺线管中心轴的分布图。 五：用公式 和公式 计算螺 线管中心和管边两点处的磁感应强度值，并 与实验值比较，求出相对误差，分析误差产 生的原因。 B u nI = 0 0 1 2 B u nI =