地磁场的测量 一.测量方法介绍 感应线圈在地磁场中绕直径旋转，通过线圈的磁通为： o0)=N·元·R2.B.n0) (1) 式中N为感应线圈的匝数，R为半径，()是旋转环的法向矢量。如果角速度为常数o, 通过感应线圈的磁通为 t=N·π·R2.B·cos(oi) (2) 其中，o为角速度，B,是地磁场垂直于旋转轴的有效磁场。当旋转轴为z轴，B,为B, 如下图： B 产生的感应电压为： U=NπRB,osin(ot) (3) U..-NaR'B.0-NaR'B (4) 测量几个不同方向旋转轴相应感应电压的峰值及周期，就可以计算三个方向的对应有效磁 场，进而可计算地磁场的大小。当考虑线圈初始位置后，是否可计算地磁场在实验室坐标系 中的方位角？如何转换或计算磁倾角和磁偏角？相关内容请查看预习资料！
地磁场的测量 一． 测量方法介绍 感应线圈在地磁场中绕直径旋转，通过线圈的磁通为： (t) = N ⋅ ⋅ R ⋅ B ⋅ n(t) 2 σ π (1) 式中 N 为感应线圈的匝数，R 为半径， n(t)是旋转环的法向矢量。如果角速度为常数ω ， 通过感应线圈的磁通为 φ(t) N π R B cos(ωt) 2 = ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⊥ (2) 其中，ω 为角速度， B⊥ 是地磁场垂直于旋转轴的有效磁场。当旋转轴为 z 轴， B⊥ 为 Bxy 如下图： B Bz Bxy z y x 产生的感应电压为： 2 U N R B sin( t) = π ⊥ω ω (3) 2 2 max 2 U N RB N RB T π = = π ωπ ⊥ ⊥ (4) 测量几个不同方向旋转轴相应感应电压的峰值及周期，就可以计算三个方向的对应有效磁 场，进而可计算地磁场的大小。当考虑线圈初始位置后，是否可计算地磁场在实验室坐标系 中的方位角？如何转换或计算磁倾角和磁偏角? 相关内容请查看预习资料！
实验提示、内容 1.实验提示 实验前，注意线圈和马达间，马达底座与桌面间的固定要牢固，避免线圈旋转时甩出。由于 线圈的旋转相对于马达通电有滞后效应，所以在实验时，频率旋钮应从最小缓慢间断的增加。 避免频率过高，使传输线缠绕过紧或发生其他事故。实验完成后要频率旋钮置零。实验时身 体应离开旋转部件至少30厘米以上。 2.实验内容 21根据预习资料所给知识内容，计算当地的地磁场的大小、磁倾角及磁偏角。 22在任意方向上，改变线圈的转动方向，得到正反转的数据，计算该方向磁场分量的平 均值：计算地磁场的大小，计算地磁场在实验室坐标系中的方位角，给出对应的磁倾角及磁 偏角。对比第一部的理论结果，分析实验结果。 三. 实验室仪器、设备、软件及注意事项 根据下图，将线圈锁定在底座上，改变底座的固定方式，线圈可固定在三个相互垂直的 方向上。当调节控制器上的频率和方向旋钮时，可改变线圈的转动方向和速率。从而得到不 同方向的磁场分量。 注：改变频率旋钮时，要缓慢、间断的调节，间隔时间超过 30秒，因为线圈的启动有滞后效应。避免调节过快，导线缠绕 在线圈上。严重时，如果线圈固定不牢，线圈会飞出打伤同学
二． 实验提示、内容 1．实验提示 实验前，注意线圈和马达间，马达底座与桌面间的固定要牢固，避免线圈旋转时甩出。由于 线圈的旋转相对于马达通电有滞后效应，所以在实验时，频率旋钮应从最小缓慢间断的增加。 避免频率过高，使传输线缠绕过紧或发生其他事故。实验完成后要频率旋钮置零。实验时身 体应离开旋转部件至少 30 厘米以上。 2．实验内容 2.1 根据预习资料所给知识内容，计算当地的地磁场的大小、磁倾角及磁偏角。 2.2 在任意方向上，改变线圈的转动方向，得到正反转的数据，计算该方向磁场分量的平 均值；计算地磁场的大小，计算地磁场在实验室坐标系中的方位角，给出对应的磁倾角及磁 偏角。 对比第一部的理论结果，分析实验结果。 三． 实验室仪器、设备、软件及注意事项 根据下图，将线圈锁定在底座上，改变底座的固定方式，线圈可固定在三个相互垂直的 方向上。当调节控制器上的频率和方向旋钮时，可改变线圈的转动方向和速率。从而得到不 同方向的磁场分量。 注：改变频率旋钮时，要缓慢、间断的调节，间隔时间超过 30 秒，因为线圈的启动有滞后效应。避免调节过快，导线缠绕 在线圈上。严重时，如果线圈固定不牢，线圈会飞出打伤同学
Cassy lab软件设置 打开电脑，双击桌面上的Cassy lab软件，依次关闭弹出的如下提示对话框等 直接进入如下界面，点击箭头指示部分
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得到如下图，进行电压设置。至此，设置完毕，按下时钟按钮，可进行数据采集。 D凸⊙口间個西 …i UA1=0.02mV 1- 1A山 Sensor Input Settings a40国 注意：每次使用软件，都需要对软件进行设置
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