实验概述

磁学是物理学与电磁技术的核心基础，从电磁感应定律到现代磁传感技术，其应用遍及能源、交通、医疗与信息领域。本磁学综合实验装置覆盖磁场分布测绘、电磁感应定律验证、安培力测量与楞次定律实验等经典实验。装置采用忆玺智能自主研发的无线传感器系列（三轴磁场、电压、电流、转动传感器），配合SmartLAB数据采集分析软件，实现多物理量同步采集与实时可视化。

实验内容

• 地磁场测量实验

  利用无线三轴磁场传感器和转动传感器探究地磁场的矢量特性。通过精确测量磁场在三维空间中的分量，计算出包括磁倾角以及水平分量在内的关键物理参数。

• 亥姆霍兹线圈实验

  利用亥姆霍兹线圈装置，通过三轴磁场传感器和和转动传感器测量单、双线圈轴线磁场分布，旨在验证磁场叠加原理及亥姆霍兹线圈产生均匀磁场的特性。

• 安培定律验证实验

  通过无线转动传感器与三轴磁场传感器测量不同闭合路径的磁场，验证安培环路定理中磁场积分与包围电流的定量关系。

• 法拉第电磁感应定律

  通过摆动线圈和传感器测量感应电动势与磁场关系，旨在验证法拉第电磁感应定律及楞次定律，并分析能量转化与磁场特性。

• 安培力实验

  通过使用高精度天平，测量通电导线在磁场中产生的安培力，验证安培力与电流、磁场强度、导线长度的关系。

产品特点

• 全无线数字化测量

  支持蓝牙无线传输，摆脱线缆束缚，学生可自由移动探头进行空间磁场测绘。兼容TYPE-C型USB有线连接。

  SmartLAB软件支持多通道同步采集，实时显示电压、电流、磁场、角度等多物理量曲线。

• 高精度与宽量程融合

  无线三轴磁场传感器：支持强磁场与低磁场两档量程，分辨率最高可达±0.01 G。

  无线转动传感器：角分辨率0.18°，转速30转/秒。

  无线电压/电流传感器：采样率1kHz，捕捉瞬态波形。

• 探究式学习支持

  软件内置曲线拟合、数值计算与数据导出功能，学生可自行设计实验变量（如改变线圈间距、转速、电流）。

  配套实验指导书提供“问题引导”和“拓展思考”，鼓励学生提出假设并验证。

实验数据

                                                         图1 不同电流下亥姆霍兹线圈的磁场分布

                                                    图2 线圈切割磁场时，角度与电压随时间的变化曲线

                                                               图3 总磁场与垂直方向旋转角度的曲线关系图

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