条形磁铁周围磁场分布规律研究--实验报告
日期：2010年3月13日星期六
一、实验目的
通过磁敏传感器的使用探究条形磁铁周围磁场分布。
二、实验原理
由于在研究条形磁铁周围磁场的分布情况中，我们无法借助常规实验器材对条形磁铁周围磁场分布情况进行测定，因此在指导老师的建议下，我们小组决定使用霍尔元件的原理与应用的资料，对其进行初步了解。
霍尔元件：把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量。（详见附表Ⅰ）
三、实验器材：霍尔磁敏传感器一个，电脑一台，刻度尺一套，条形磁铁一块，铅笔水笔若干，橡皮一个，白纸若干。
四、实验猜想：磁场高度对称，两极高中间低。
五、实验步骤：
1、 把磁铁放在白纸的中间，用铅笔描出磁铁位置，用电磁传感器测量出磁场中B大小为0，方向与条形磁铁垂直所在线为Y轴。
2、 以与磁铁平行穿过中心所在直线为X轴，建立直角坐标系，以2厘米为单位，与Y平行方向取X=0到X=6和-6的直线，每条直线上取
4个点。X=4直线上取Y=-4到Y=4的整数点，共40个点。
3、 用电磁传感器分别测出每个点的X正方向和Y正方向的磁感应B分量的大小Xa，Ya，用正负表明方向。
4、 记录数据和实验现象。
5、 把每个点的磁感应大小用公式B=sqr（Xa^2+Ya^2）算出大小。
6、 制定表格，做出统计图和分析图表，进行分析讨论，得出结论
六、实验情况描述：
1、数据中取X=4，Y=4，3，2，1，-1，-2，-3，-4和X=6，-6，Y=1，2，
3，4，-1，-2，-3，-4。这些点作图可以发现X=4直线的统计图基本
一致而X=6或-6的图象也基本相同（详情见图表1、2）
2、Y轴方向上的分量大小基本为0
3、B从两极向中间递减。
七、误差分析：
1、在测量时我们难以保证所测量的量一定是水平与竖直上的分量而造成误差。
2、周围用电设备和地磁场的影响。
3、实验过程中磁铁的不固定，造成测量每个点时的磁场不同而造成误差。
4、磁铁久置，原磁场发生了很大变化而造成误差。
5、没有采用多次测量求平均值的方法。
八、实验结论：
我们小组五人，通过自学传感器的工作原理，运用直接测量水平和垂直
方向场强求合场强的方法，、制定实验方案，测得了条形磁铁周围一些场强数据，通过对这些数据的处理，分析之后，得到以下实验结论：
一、条形磁铁两极磁感应强度不对称，即条形磁铁两极磁感应强度不同，
通过进一步探究，靠近条形磁铁中部磁场最弱的地方不在磁铁正中间，通过查找资料询问老师了解到可能原因是磁铁久置发生磁变(由于内部或外部原因的作用使条形磁铁周围的磁场分布发生改变)；
二、虽然磁铁两极磁感应强度不对称，但实际磁场分布关于零垂面（该
面与条形磁铁中纵切面垂直，磁场与条形磁铁平行，垂直分量为零，所以称之为零垂面）对称，关于中纵切面（通过条形磁铁中心的纵切面）也对称。所以得到以下猜想：如果是圆柱形或者底面是正方形的条形磁
铁，理论上磁场分布应该是高度对称的，被零垂面和两个中纵切面分成
的八个空间中磁场大小分布都是一样的；
三、与零垂面平行的面上磁场分布规律：在磁铁外部，磁感应强度由中
间向四周呈非线性递减递减，率逐渐减小。
四、与中切面平行的面上磁场分布规律：磁感应大小从两极向中间呈非
线性递减，递减的程度减缓。磁铁外部方向由N极指向S极，磁铁内部目前无法测量。
条形磁铁周围磁场分布规律研究--实验报告
日期：2010年3月13日星期六
一、实验目的
通过磁敏传感器的使用探究条形磁铁周围磁场分布。
二、实验原理
由于在研究条形磁铁周围磁场的分布情况中，我们无法借助常规实验器材对条形磁铁周围磁场分布情况进行测定，因此在指导老师的建议下，我们小组决定使用霍尔元件的原理与应用的资料，对其进行初步了解。
霍尔元件：把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量。（详见附表Ⅰ）
三、实验器材：霍尔磁敏传感器一个，电脑一台，刻度尺一套，条形磁铁一块，铅笔水笔若干，橡皮一个，白纸若干。
四、实验猜想：磁场高度对称，两极高中间低。
五、实验步骤：
1、 把磁铁放在白纸的中间，用铅笔描出磁铁位置，用电磁传感器测量出磁场中B大小为0，方向与条形磁铁垂直所在线为Y轴。
2、 以与磁铁平行穿过中心所在直线为X轴，建立直角坐标系，以2厘米为单位，与Y平行方向取X=0到X=6和-6的直线，每条直线上取
4个点。X=4直线上取Y=-4到Y=4的整数点，共40个点。
3、 用电磁传感器分别测出每个点的X正方向和Y正方向的磁感应B分量的大小Xa，Ya，用正负表明方向。
4、 记录数据和实验现象。
5、 把每个点的磁感应大小用公式B=sqr（Xa^2+Ya^2）算出大小。
6、 制定表格，做出统计图和分析图表，进行分析讨论，得出结论
六、实验情况描述：
1、数据中取X=4，Y=4，3，2，1，-1，-2，-3，-4和X=6，-6，Y=1，2，
3，4，-1，-2，-3，-4。这些点作图可以发现X=4直线的统计图基本
一致而X=6或-6的图象也基本相同（详情见图表1、2）
2、Y轴方向上的分量大小基本为0
3、B从两极向中间递减。
七、误差分析：
1、在测量时我们难以保证所测量的量一定是水平与竖直上的分量而造成误差。
2、周围用电设备和地磁场的影响。
3、实验过程中磁铁的不固定，造成测量每个点时的磁场不同而造成误差。
4、磁铁久置，原磁场发生了很大变化而造成误差。
5、没有采用多次测量求平均值的方法。
八、实验结论：
我们小组五人，通过自学传感器的工作原理，运用直接测量水平和垂直
方向场强求合场强的方法，、制定实验方案，测得了条形磁铁周围一些场强数据，通过对这些数据的处理，分析之后，得到以下实验结论：
一、条形磁铁两极磁感应强度不对称，即条形磁铁两极磁感应强度不同，
通过进一步探究，靠近条形磁铁中部磁场最弱的地方不在磁铁正中间，通过查找资料询问老师了解到可能原因是磁铁久置发生磁变(由于内部或外部原因的作用使条形磁铁周围的磁场分布发生改变)；
二、虽然磁铁两极磁感应强度不对称，但实际磁场分布关于零垂面（该
面与条形磁铁中纵切面垂直，磁场与条形磁铁平行，垂直分量为零，所以称之为零垂面）对称，关于中纵切面（通过条形磁铁中心的纵切面）也对称。所以得到以下猜想：如果是圆柱形或者底面是正方形的条形磁
铁，理论上磁场分布应该是高度对称的，被零垂面和两个中纵切面分成
的八个空间中磁场大小分布都是一样的；
三、与零垂面平行的面上磁场分布规律：在磁铁外部，磁感应强度由中
间向四周呈非线性递减递减，率逐渐减小。
四、与中切面平行的面上磁场分布规律：磁感应大小从两极向中间呈非
线性递减，递减的程度减缓。磁铁外部方向由N极指向S极，磁铁内部目前无法测量。