大学物理实验教案实验题目用示波器测铁磁材料的磁滞回线实验性质教师江德宝实验学时2教学目的1、掌握磁滞、磁滞回线和磁化曲线的概念，加深对铁磁材料的主要物理量：矫玩力、剩磁和磁导率的理解。2、测绘较硬磁特性样品近跑和的一条磁滞回线，由此测定材料此工作条件最大磁感应强度Bm，矫玩力Hc，剩磁Br，以及磁滞损耗【BH】3、测绘较软磁特性样品2的基本磁化曲线，由此计算并作出材料的磁异率U-H 曲线。重点正确掌握示波器显示磁滞回线的基本原理。难点用示波器法测绘磁化曲线和磁滞回线课前的准备：主要是仪器的检查，实验的预做，及提前10分钟到安排学生进实验室签到等。教课上的教学设计：学一、课上的常规检查（检查学生预习报告，数据表格等）。（5分钟）过二、讲解的设计（20分钟）程1、引言的铁磁材料应用广泛，从常用的永久磁铁，变压器铁蕊到录音，录像，计设算机存储用的磁带、磁盘等都采用铁磁性材料。磁滞回线和基本磁化曲线计反映了铁磁材料的主要特征。根据磁滞回线的不同，可将铁磁材料分为磁和软磁两大类，其根本区别在于矫玩力H的大小不同。硬磁材料的磁滞回线宽，剩磁和矫玩力大（大于10A/m）因而磁化后，其磁感应强度可永久保持，适宜做永久磁铁。软磁材料的磁滞回线窄，矫玩磁力H一般小于10"A/m，但其磁导率和饱和磁感应强度大，容易磁化和去磁，故广泛用于电机，电器和仪表制造等工业部门
大学物理实验教案 实验题目 用示波器测铁磁材料的磁滞回线 实验性质 实验学时 2 教师 江德宝 教学目的 1、掌握磁滞、磁滞回线和磁化曲线的概念，加深对铁磁材料的主要物理 量：矫玩力、剩磁和磁导率的理解。 2、测绘较硬磁特性样品近跑和的一条磁滞回线，由此测定材料此工作条件 最大磁感应强度 Bm，矫玩力 Hc，剩磁 Br,以及磁滞损耗【BH】 3、测绘较软磁特性样品 2 的基本磁化曲线，由此计算并作出材料的磁异率 U-H 曲线。 重点 正确掌握示波器显示磁滞回线的基本原理。 难点 用示波器法测绘磁化曲线和磁滞回线。 教 学 过 程 的 设 计 课前的准备： 主要是仪器的检查，实验的预做，及提前 10 分钟到安排学生进实验 室签到等。 课上的教学设计 ： 一、课上的常规检查（检查学生预习报告，数据表格等）。 （5 分钟） 二、讲解的设计 （20 分钟） 1、引言 铁磁材料应用广泛，从常用的永久磁铁，变压器铁蕊到录音，录像，计 算机存储用的磁带、磁盘等都采用铁磁性材料。磁滞回线和基本磁化曲线 反映了铁磁材料的主要特征。根据磁滞回线的不同，可将铁磁材料分为硬 磁和软磁两大类，其根本区别在于矫玩力 HC 的大小不同。硬磁材料的磁滞 回线宽，剩磁和矫玩力大（大于 102 A/m）因而磁化后，其磁感 应强度可永 久保持，适宜做永久磁铁。软磁材料的磁滞回线窄，矫玩磁力 HC 一般小于 102 A/m，但其磁导率和饱和磁感应强度大，容易磁化和去磁，故广泛用于电 机，电器和仪表制造等工业部门
用示波器测铁磁材料的动态磁特性，具有直观，方便和迅速等优点。本实验通过示波器来观察测量不同性材料的磁滞回线和基本磁化曲线，以加深对材料磁特性的认识。2、提出本实验的目的与任务，除按照PPT作常规讲解外，对原理的以下两方面作重点介绍：①铁磁材料怎样去磁铁磁材料具有独特的磁化性质。由于铁磁材料磁化过程的不可逆性及具有剩磁的特点，在测定基本磁化曲线和磁滞回线时，首先必须将铁磁材料预先退磁，以保证外加磁场H=0时，B=0；其次，磁化电流在实验过程中只允许单调增加或减少，不可时增时减。在理论上，要消除剩磁B，只需加一反向磁化电流，即外加磁场正好等于铁磁材料的矫玩磁力。实际上，矫玩磁力的大小，通常不知道，因而无法确定退磁电流的大小。我们从磁滞回线得到启示，如果使铁磁材料磁化达到饱和，然后不断改变磁化电流的方向，与此同时遂渐减小磁化电流，直至为零，那么该材料的磁化过程就是一连串逐渐缩小而最终趋于原点的环状曲线。当H减小到零时，B亦同时降为零，达到完全退磁。②示波器显示磁滞回线的原理和线路待测洋品EI矽钢片，根据安培环路定律，样品的磁化场强度H=NUyU%LRI，式中N、L、R.均为已知常数，所以由U.可确定H。通过电路可以获得样品中磁感应强度瞬时值B成正比的电压U，B=CR2U2/，式中N,C,Rz，S均为已知常数，所以由U2可确定B。/ns综上所述，只要将U和U分别加到示波器的X输入和Y输入便可观察样品的BH曲线。这样，在磁化电流变化的一个周期内，电子束的径迹描出一条完整的磁滞回线。我们还可用逐渐增大调压变压器的输出电压使屏上磁滞回线由小到大扩展的方法，把逐次在坐标纸上记录的磁滞回线顶点的位置连成一条曲线，这条曲线就是样品的基本磁化曲线3、数据处理：要求用作图法处理实验数据
用示波器测铁磁材料的动态磁特性，具有直观，方便和迅速等优点。本 实验通过示波器来观察测量不同性材料的磁滞回线和基本磁化曲线，以加 深对材料磁特性的认识。 2、提出本实验的目的与任务，除按照 PPT 作常规讲解外，对原理的以下两 方面作重点介绍： ①铁磁材料怎样去磁 铁磁材料具有独特的磁化性质。由于铁磁材料磁化过程的不可逆性及具有 剩磁的特点，在测定基本磁化曲线和磁滞回线时，首先必须将铁磁材料预 先退磁，以保证外加磁场 H=0 时，B=0; 其次，磁化电流在实验过程中只允 许单调增加或减少，不可时增时减。 在理论上，要消除剩磁 B，只需加一反向磁化电流，即外加磁场正好等于 铁磁材料的矫玩磁力。实际上，矫玩磁力的大小，通常不知道，因而无法 确定退磁电流的大小。我们从磁滞回线得到启示，如果使铁磁材料磁化达 到饱和，然后不断改变磁化电流的方向，与此同时逐渐减小磁化电流，直 至为零，那么该材料的磁化过程就是一连串逐渐缩小而最终趋于原点的环 状曲线。当 H 减小到零时，B 亦同时降为零，达到完全退磁。 ②示波器显示磁滞回线的原理和线路 待测洋品 EI 矽 钢 片 ， 根 据 安 培 环 路 定 律 ， 样 品 的 磁 化 场 强 度 H= 1 1 LR NU ，式中 N、L、R1 均为已知常数，所以由 U1 可确定 H。 通过电路可以获得样品中磁感应强度瞬时值 B 成正比的电压 U2 ， B= ns CR2U2 ，式中 N,C,R2，S 均为已知常数，所以由 U2 可确定 B。 综上所述，只要将 U1 和 U2 分别加到示波器的 X 输入和 Y 输入便可观察样 品的 BH 曲线。这样，在磁化电流变化的一个周期内，电子束的径迹描出一 条完整的磁滞回线。我们还可用逐渐增大调压变压器的输出电压使屏上磁 滞回线由小到大扩展的方法，把逐次在坐标纸上记录的磁滞回线顶点的位 置连成一条曲线，这条曲线就是样品的基本磁化曲线。 3、数据处理：要求用作图法处理实验数据
4、介绍主要设备仪器与使用5、强调实验中要注意的问题：如怎样去磁及励磁电压怎样加减和选取...（65分钟）三、学生开始做实验四、指导实验前30分钟主要解决个别同学遇到的实验故障，30分钟后边指导也提出一些问题启发学生学习，重点辅导。五、检查学生的实验数据并签字六、实验小结1、实验中有哪些因素可能影响实验结果？2、如何判断铁磁材料的软硬性？课1、R的值为什么不能太大？后2、U2对应的是H还是B？请说明理由？思3、测量回线材料达到饱和，退磁也应从饱和开始，意义何在？考题参1、《大学物理实验》第四册，霍剑青，吴泳华，刘鸿图主编，高等教育出版社，2002.1考2、方广利《大学物理实验》【M】上海：同济大学出版社，2006.文献
4、介绍主要设备仪器与使用 5、强调实验中要注意的问题：如怎样去磁及励磁电压怎样加减和选 取. 三、学生开始做实验 （65 分钟） 四、指导实验 前 30 分钟主要解决个别同学遇到的实验故障，30 分钟后边指导也提出一 些问题启发学生学习，重点辅导。 五、检查学生的实验数据并签字 六、实验小结 1、实验中有哪些因素可能影响实验结果？ 2、如何判断铁磁材料的软硬性？ 课 后 思 考 题 1、R1 的值为什么不能太大？ 2、U2 对应的是 H 还是 B？请说明理由？ 3、测量回线材料达到饱和，退磁也应从饱和开始，意义何在？ 参 考 文 献 1、《大学物理实验》第四册，霍剑青，吴泳华，刘鸿图主编，高等教育出 版社，2002.1 2、方广利《大学物理实验》【M】上海：同济大学出版社，2006