磁感强度的测量方法,本文主要内容关键词为:测量方法论文,感强论文,此文献不代表本站观点,内容供学术参考,文章仅供参考阅读下载。
磁感强度B是物理学中的一个重要物理量.在科学研究中常需要测量某区域的磁感强度,但直接测量磁感强度是不可能的,于是人们就设计了许多间接的测量方法.本文介绍磁感强度的几种常见的测量方法,供参考.
1.利用冲击电流计进行测量
把一个很小的线圈与测量电量的冲击电流计G串联后放在待测处,然后改变线圈的状态使线圈中产生感应电流,测出感应电量Q,就可以算出该处的磁感强度B.
例1 如图1所示是一种测量通电螺线管中磁场的装置,把一个很小的测量线圈A放在待测处,线圈与测量电量的冲击电流计G串联,当用双刀双掷开关S使螺线管的电流反向时,测量线圈中就产生感应电动势,从而引起电荷的迁移,由表G测出电量Q,就可以算出线圈所在处的磁感应强度B.已知测量线圈共有N匝,直径为d,它和表G串联电路的总电阻为R,求被测处的磁感强度B为多大?
解析 当双刀双掷开关S使螺线管的电流反向时,测量线圈中就产生感应电动势,根据法拉第电磁感应定律可得
2.利用安培秤进行测量
利用安培秤测出安培力的大小F,然后根据安培力的公式F=BLI就可以求出磁感强度B.
例2 安培秤如图2所示,它的一臂下面挂有一个矩形线圈,线圈共有N匝,它的下部悬在均匀磁场B内,下边一段长为L,它与B垂直.当线圈的导线中通有电流I时,调节砝码使两臂达到平衡;然后使电流反向,这时需要在一臂上加质量为m的砝码,才能使两臂再达到平衡.求磁感强度B的大小.
解析 根据天平的原理很容易得出安培力
附
3.利用导电液体的附加压强进行测量
通电液体在磁场中要受到安培力,安培力的作用又要在液体中产生附加压强p.通过测量附加压强p就可以算出磁感强度B.
例3 如图3所示是一个可以用来测量磁感强度的装置:一长方体绝缘容器内部高为L,厚为d,左右两管等高处装有两根完全相同的开口向上的管子a、b,上、下两侧装有电极C(正极)和D(负极)并经开关S与电源连接,容器中注满能导电的液体,液体的密度为ρ;将容器置于一匀强磁场中,磁场方向垂直纸面向里,当开关断开时,竖直管子a、b中的液面高度相同,开关S闭合后,a、b管中液面将出现高度差.若当开关S闭合后,a、b管中液面将出现高度差为h,电路中电流表的读数为I,求磁感应强度B的大小.
解析 开关S闭合后,导电液体中有电流由C流到D,根据左手定则可知导电液体要受到向右的安培力F作用,在液体中产生附加压强p,这样a、b管中液面将出现高度差.在液体中产生附加压强p为