文科物理实验 手机 phy phox实验 实验三地磁场强度的测量 复旦大学物理实验中心
手机phyphox实验 复旦大学物理实验中心 文科物理实验 实验三 地磁场强度的测量
磁场是由运动电荷或电场的变化而产生的。例如,在导线中运 动的电子会产生的磁场。磁体间的相互作用就是通过磁场作为媒介 的作用 磁场是在一定空间区域内连续分布的向量场,描述磁场的基本物 理量是B,也可以用磁感线表示 磁感应强度B单位特斯拉,常用毫特,微特表示 1T(特斯拉)=1000m毫特1000000微特
磁场是由运动电荷或电场的变化而产生的。例如，在导线中运 动的电子会产生的磁场。磁体间的相互作用就是通过磁场作为媒介 的作用。 磁场是在一定空间区域内连续分布的向量场，描述磁场的基本物 理量是B ，也可以用磁感线表示。 磁感应强度B单位特斯拉，常用毫特，微特表示。 1T（特斯拉）=1000mT毫特=1000000uT微特
地磁场是指地球内部存在的天然磁性现象。地 球可看作磁偶极,磁偶极南极在地理的北极附近, 轴 而磁偶极的北极在地理的南极附近。地磁场近似与 条形磁铁的磁感线分布相似。两个磁极的直线(磁轴 与地球的自转轴(地轴)夹角大约11度左右。地磁 场强度水平分量在赤道附近最大,离开赤道后逐渐 减小,比如在中国,磁场强度水平分量由南到北逐 渐减小。这是因为磁倾角随地理位置发生变化。地 磁场强度B通常大约是0.04006毫特,与所在地理 位置、时间有关
地磁场是指地球内部存在的天然磁性现象。地 球可看作磁偶极，磁偶极南极在地理的北极附近， 而磁偶极的北极在地理的南极附近。地磁场近似与 条形磁铁的磁感线分布相似。两个磁极的直线(磁轴) 与地球的自转轴（地轴）夹角大约11度左右。地磁 场强度水平分量在赤道附近最大，离开赤道后逐渐 减小，比如在中国，磁场强度水平分量由南到北逐 渐减小。这是因为磁倾角随地理位置发生变化。地 磁场强度B通常大约是0.04-0.06毫特，与所在地理 位置、时间有关
地磁三要素”是指地磁场的强度,磁倾角,磁偏角。地磁场的强度指 的是地磁感应强度B。由于地磁场的磁子午线与地理子午线不重合,产生偏角。 即地磁北极(指南针指示的方向)与地理北极间的夹角。这个夹角称为磁偏 角θ磁偏角的大小与地理位置有关。而地磁场方向与地面水平方向间的夹角 叫磁倾角D。在测量地磁场的强度时,分别测出地磁场B水平分量B,与垂直 分量B⊥。然后通过以下公式得到地磁场的磁感应强B与磁倾角O。 B=B2+B2 (1) 6= arc tan B (2) /
“地磁三要素”是指地磁场的强度，磁倾角，磁偏角。地磁场的强度指 的是地磁感应强度B。由于地磁场的磁子午线与地理子午线不重合，产生偏角。 即地磁北极（指南针指示的方向）与地理北极间的夹角。这个夹角称为磁偏 角θ。磁偏角的大小与地理位置有关。而地磁场方向与地面水平方向间的夹角 叫磁倾角D。在测量地磁场的强度时，分别测出地磁场B的水平分量B //与垂直 分量B⊥。然后通过以下公式得到地磁场的磁感应强B与磁倾角θ。 2 ⊥ 2 B = B// + B // ⊥ arc tan B B θ = （1） （2）
地磁场强与磁倾角的测量:如右图,在手机软件 hypox 中的“原始传感器”下点击“磁力计”。在出现的页面菜单 中选择“绝对值”。点击“运行”可以测量地磁场的强度。 首先确定X.Y,z轴方向与手机的位 置关系,通常手机放置在桌上。默认 为水平放置,则手机长度方向设为Y轴 方向,手机宽度方向设为轴方向,垂 直手机放置的桌面方向为Z轴方向。如 左图所示
首先确定X.Y,Z轴方向与手机的位 置关系，通常手机放置在桌上。默认 为水平放置，则手机长度方向设为Y轴 方向，手机宽度方向设为X轴方向，垂 直手机放置的桌面方向为Z轴方向。如 左图所示。 地磁场强与磁倾角的测量：如右图，在手机软件phyphox 中的 “原始传感器”下点击“磁力计”。在出现的页面菜单 中选择“绝对值”。点击“运行”可以测量地磁场的强度
a)水平分量B测量 手机水平放置在桌面上(也可以拿在手上) 注意尽量远离周围物体,特别是电子仪器。点 击“运行”,同时,手机绕Z轴旋转,如图所示。 要求z轴磁力计显示磁场大小波动最小。 点击“轴磁力计”(或}轴磁力计)放大图。 点击“选取数据 键读取峰值与谷值(磁场 最大值、最小值),如图所示。两者相减除2得 地磁场强度的水平分量的大小Bn。 B.⊥ BMY BuIn
a）水平分量B//测量 手机水平放置在桌面上（也可以拿在手上）， 注意尽量远离周围物体，特别是电子仪器。点 击“运行”，同时，手机绕Z轴旋转，如图所示。 要求Z轴磁力计显示磁场大小波动最小。 点击“X轴磁力计”(或Y轴磁力计)放大图。 点击“选取数据”键。读取峰值与谷值（磁场 最大值、最小值），如图所示。两者相减除2得 地磁场强度的水平分量的大小B//。 2 BMAX -BMIN B// =
b)垂直分量B测量 机南北"方向水平放置,并且绕γ轴旋 转,如图7所示。要求γ轴磁力计显示磁场大小波 动最小。点击“z轴磁力计”放大图片。点击 选取数据”键。读取峰值与谷值(磁场最大值、 最小值)。两者相减除2得地磁场强度的垂直分 量的大小B⊥ B B
b)垂直分量B⊥测量： 手机“南北”方向水平放置，并且绕Y轴旋 转，如图7所示。要求Y轴磁力计显示磁场大小波 动最小。点击“Z轴磁力计”放大图片 。点击 “选取数据”键。读取峰值与谷值（磁场最大值、 最小值）。两者相减除2得地磁场强度的垂直分 量的大小B⊥。 2 MAX - MIN ⊥ B B B =
地磁场强度的水平分量B/测量与垂直分量B⊥测量可以多次测量 取平均。点击软件界面右上角的三个小点,在出现的菜单中选择 “导出数据”,数据格式为 EXCEL,点击确认后即可发送。以上实 验过程可多次测量 最后由公式(1)与(2)计算得到地磁场的磁 感应强B与磁倾角
地磁场强度的水平分量B//测量与垂直分量B⊥测量可以多次测量 取平均。点击软件界面右上角的三个小点，在出现的菜单中选择 “导出数据”，数据格式为EXCEL，点击确认后即可发送。以上实 验过程可多次测量。 最后由公式（1）与（2）计算得到地磁场的磁 感应强B与磁倾角θ
作业要求 1)这次有关磁场方面知识问题自己查资料,自己提出,自己 回答。问题不要超过3个。 2)这次有关磁场方面知识问题自己查资料,自己提出,自己 回答。问题不要超过3个。测量地磁场强度(磁感应强度B) 3)测量家用电器附近的磁场 推荐被测物:脱排油烟机、冰箱、空调、吸尘器、电动剃冂 ,电视机
作业要求 1）这次有关磁场方面知识问题自己查资料，自己提出，自己 回答。问题不要超过3个。 2）这次有关磁场方面知识问题自己查资料，自己提出，自己 回答。问题不要超过3个。测量地磁场强度（磁感应强度B） 3）测量家用电器附近的磁场 推荐被测物：脱排油烟机、冰箱、空调、吸尘器、电动剃须刀 ，电视机