表（1）单个圆线圈x轴磁场分布数据 位置/厘米 坐标/厘米 磁场/毫特 位置/厘米 坐标/厘米 磁场/毫特 6 -10 17 1 7 -9 18 2 8 -8 19 3 9 -7 20 4 10 -6 21 5 11 -5 22 6 12 -4 23 7 13 -3 24 8 14 -2 25 9 15 -1 26 10 16 0 2．验证磁场叠加原理
使线圈A的中心线对准刻度标尺的12.5cm处，使线圈B的中心线对准刻度标尺的
22.5cm处；调节线圈励磁电流电位器，把励磁电流调节到0.50A；移动滑块Ⅰ，使滑块Ⅰ的中心线对准刻度标尺的6cm处，分别记下此时线圈A、B单独在此点产生的磁感应强度BA、BB以及亥姆霍兹线圈在此点产生的磁感应强度BA?B，然后把滑块Ⅰ往前移动，每隔
2cm测量一次，把所测得的数据填入下表（2）。
表格（2）磁场叠加数据 滑块Ⅰ位置/厘米 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 坐标/厘米 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 BA/毫特 BB/毫特 BA?B/毫特 误差 3．亥姆霍兹线圈轴线磁场分布的测量 亥姆霍兹线圈间距为7cm
使线圈A的中心线对准刻度标尺的14cm处，使线圈B的中心线对准刻度标尺的21cm处；调节线圈励磁电流电位器，把励磁电流调节到0.50A；移动滑块Ⅰ，使滑块Ⅰ的中心线对准刻度标尺的2cm处。记下此时磁场的大小，然后把滑块Ⅰ往右移动，每隔1cm测量一次，把所测得的数据填入表（3）。
表（3）亥姆霍兹线圈间距为7cm时，x轴磁场测量数据
位置/厘米 坐标/厘米 磁场/毫特 位置/厘米 坐标/厘米 磁场/毫特 位置/厘米 坐标/厘米 磁场/毫特 2 -14 12 -4 22 6 3 -13 13 -3 23 7 4 -12 14 -2 24 8 5 -11 15 -1 25 9 6 -10 16 0 26 10 7 -9 17 1 27 11 8 -8 18 2 28 12 9 -7 19 3 29 13 10 -6 20 4 30 14 11 -5 21 5 亥姆霍兹线圈间距为10cm
使线圈A的中心线对准刻度标尺的12.5cm处，使线圈B的中心线对准刻度标尺的22.5cm处；调节线圈励磁电流电位器，把励磁电流调节到0.50A；移动滑块Ⅰ，使滑块Ⅰ
的中心线对准刻度标尺的2cm处。记下此时磁场的大小，然后把滑块Ⅰ往右移动，每隔1cm测量一次，把所测得的数据填入表（4）。
表（4）亥姆霍兹线圈间距为10cm时， x轴磁场测量数据 位置/厘米 坐标/厘米 磁场/毫特 位置/厘米 坐标/厘米 磁场/毫特 位置/厘米 坐标/厘米 磁场/毫特 2 -14 12 -4 22 6 3 -13 13cm -3cm 23cm 7cm 4 -12 14 -2 24 8 5 -11 15 -1 25 9 6 -10 16 0 26 10 7 -9 17 1 27 11 8 -8 18 2 28 12 9 -7 19 3 29 13 10 -6 20 4 30 14 11 -5 21 5 亥姆霍兹线圈间距为15cm
使线圈A的中心线对准刻度标尺的10cm处，使线圈B的中心线对准刻度标尺的25cm处；调节线圈励磁电流电位器，把励磁电流调节到0.50A；移动滑块Ⅰ，使滑块Ⅰ的中心线对准刻度标尺的2cm处。记下此时磁场的大小，然后把滑块Ⅰ往右移动，每隔1cm测量一次，把所测得的数据填入表（5）。
表（5）亥姆霍兹线圈间距为15cm时，x轴磁场测量数据 位置/厘米 坐标/厘米 磁场/毫特 位置/厘米 坐标/厘米 磁场/毫特 位置/厘米 坐标/厘米 磁场/毫特 2 -14 12 -4 22 6 3 -13 13 -3 23 7 4 -12 14 -2 24 8 5 -11 15 -1 25 9 6 -10 16 0 26 10 7 -9 17 1 27 11 8 -8 18 2 28 12 9 -7 19 3 29 13 10 -6 20 4 30 14 11 -5 21 5 (二) y轴磁场分布的测量
1．单个圆线圈y轴磁场分布的测量
使线圈A的中心线对准刻度标尺的17.5cm处，线圈B放置在一边不用，调节线圈励磁电流电位器，把励磁电流调节到0.90A；移动滑块Ⅰ，使滑块Ⅰ的中心线对准刻度标尺的16cm处。然后移动滑块Ⅱ，使滑块Ⅱ的中心线对准刻度标尺的1.5cm处，记下此时磁场的
大小，然后把滑块Ⅱ往前移动，每隔0.5cm测量一次，把所测得的数据填入下表（6）。
表（6）单个圆线圈y轴磁场测量数据 滑块Ⅱ位置/厘米 坐标/厘米 磁场/毫特 1.5 -2.5 2 -2 2.5 -1.5 3 -1 3.5 -0.5 4 0 4.5 0.5 5 1 5.5 1.5 6 2 6.5 2.5 2．亥姆霍兹线圈间距为7cm时，y轴磁场分布的测量
使线圈A的中心线对准刻度标尺的14cm处，使线圈B的中心线对准刻度标尺的21cm处；调节线圈励磁电流电位器，把励磁电流调节到0.90A；移动滑块Ⅰ，使滑块Ⅰ的中心线对准刻度标尺的16cm处。然后移动滑块Ⅱ，使滑块Ⅱ的中心线对准刻度标尺的2cm处，记下此时磁场的大小，然后把滑块Ⅱ往前移动，每隔0.5cm测量一次，把所测得的数据填入下表（7）。
表（7）亥姆霍兹线圈间距为7cm时，y轴磁场测量数据 滑块Ⅱ位置/厘米 坐标/厘米 磁场/毫特 1.5 -2.5 2 -2 2.5 -1.5 3 -1 3.5 -0.5 4 0 4.5 0.5 5 1 5.5 1.5 6 2 6.5 2.5 五、实验数据处理
1．根据表格（1）中的实验数据，绘制单个圆线圈x轴方向的磁场分布曲线； 2．根据表格（2）中的实验数据，验证磁场叠加原理；
3．根据表格（3）中的实验数据，绘制亥姆霍兹线圈间距为7cm时，x轴方向的磁场分布曲线；
4．根据表格（4）中的实验数据，绘制亥姆霍兹线圈间距为10cm时，x轴方向的磁场
分布曲线；
5．根据表格（5）中的实验数据，绘制亥姆霍兹线圈间距为15cm时，x轴方向的磁场分布曲线；
6．根据表格（6）中的实验数据，绘制单个圆线圈y轴方向的磁场分布曲线； 7．根据表格（7）中的实验数据，绘制亥姆霍兹线圈间距为7cm时，y轴方向的磁场分布曲线。 六、思考题
为什么每测量一点的磁感应强度，都要对特斯拉计进行调零？
磁场水平分量测量实验
一、实验目的
1. 学习测量地磁场水平分量的方法； 2. 了解正切电流计的原理； 3. 学习分析系统误差的方法 二、实验仪器
1. THQDF-1型 地磁场分量测量实验仪 2. TH-CS1型 直流数显恒流源
三、实验原理
1. 地磁场与地磁要素
地球是一个大磁体，地球本身及其周围空间存在的磁场叫做“地球磁场”又称地磁场，其主要部分是一个偶极场。地心偶极子轴线与地球表面的两个交点称为地磁极，地磁的南（北）极实际上是地心磁偶极子的北（南）极，如图1。地心磁偶极子的磁轴NmSm与地球的旋转轴NS斜交一个角度?0，?0?11.50。所以地磁极与地理极相近但不相同，地球磁场的强度和方向随地点、时间而发生变化。
地球表面任何一点的地磁场的磁感应强度矢量B具有一定的大小和方向。在地理直角坐标系中如图2所示。O点表示测量点，x轴指向北，即为地理子午线（经线）的方向；y轴指向东，即为地理纬线方向；z轴垂直于地平面而指向地下。xOy代表地平面。B在xOy平面上的投影B||称为水平分量，水平分量所指的方向就是磁针北极所指的方向，即磁子午线的方向；水平分量偏离地理真北极的角度D称为磁偏角，也就是磁子午线与地理子午线的夹角。由地理子午线起算，磁偏角东为正，西偏为负。B偏离水平面的角度I称为磁倾角。在北半球的大部分地区磁针的N极下倾，而在南半球，则磁针的N极向上仰，规定N极下倾为正，上仰为负。B的水平分量B||在x、y轴上的投影，分别称为北向分量Bx和东向分量By；B在Z轴上的投影Bz称为垂直分量。
故某一地点O的地磁要素有：⑴地磁场总磁感应强度B，⑵磁倾角I，⑶磁偏角D，⑷水平分量B||，⑸垂直分量Bz，⑹北向分量Bx，⑺东向分量By。
不难看出，它们是B在各个坐标体系中的坐标值，比如Bx、By、Bz就是B在直角坐标系中的坐标值，而Bz、B|| 、D和D、B||、I则分别是B在柱面坐标系和球坐标系中的坐标值，这三种坐标体系是彼此独立的，在它们之间，存在着如下的变换关系：