用探测线圈研究螺线管的磁场实验原理

　　有简谐交变磁场 中，若感应线圈平面面积为S，且线圈平面与磁感应强度方向垂直，则穿过线圈平面的磁通为。若线圈匝数为n，则感应电动势。令，在交流磁场的频率f、感应线圈的匝数n和截面积S恒定时，感应电动势的最大值E_m与磁感应强度的最大值B_m成正比。因此我们可以通过测定感应电动势的最大值及其变化来探测磁感应强度的最大值及其变化情况，从而能用示波器直观地分析螺线管的磁场与线圈中的电流及线圈结构的关系和螺线管的磁场的空间分布。

　　在中学物理范围内，介绍此实验原理时，可直接应用线圈在匀强磁场中以频率f转动时，感应电动势来说明。由于线圈转动、磁场不变和线圈不动磁场旋转的电磁感应效果相同，我们可以把上述感应电动势理解为是线圈不动，匀强磁场转动产生的。匀强磁场旋转在线圈平面内引起的磁通变化，相当于一个正弦交变磁场在线圈平面内引起的磁通变化。这交变磁场的磁感应强度的最大值B_m＝B_匀。从而推理得出感应电动势与磁感应强度的最大值成正比的结论。