在磁环上分别绕线圈A,B,并在A线圈上通激励电流，则B线圈上感应电势的有效值为：
?eff(B)?4.44fN?m (1)
f为频率，N为线圈的匝数，?m为最大磁通。
?m?Bm?S （2）
S是磁环的截面积，Bm是最大磁感应强度，即磁感应强度正弦变化的幅值。又因为
H?B (3) u?是磁导系数或磁导率，在SI制中单位为亨/米。
把（2）（3）式代入（1），得：
?eff(B)?4.44fNS?Hm
Hm为磁场强度的幅值。当激励电流稳定成正弦变化，Hm恒定，即得
?eff(B)????r?()
即当，?r?1时，感应电势?eff(B)?0，此时的温度称为居里点Tc。
显然，我们完全可以用测出的?eff(B)?T曲线来确定温度Tc。具体地说，在?eff(B)?T 曲线斜率最大处作切线，与横坐标轴相交的一点即为居里点Tc，如图6所示。这是因为 在居里点时，铁磁材料的磁性才发生突变，所以要在斜率最大处作切线。而在居里点附近时， 铁磁性已基本转化为顺磁性，故?eff(B)?T曲线不能于横坐标相交。
M O Tc 图6
T
四 实验内容
1.参照仪器使用说明书，连好实验部分和测量部分。（加热电源暂不接） 2.?~T曲线的测量：
(1) 合上测量部分的电源开关，“温度显示”显示出室温温度。“电压显示”通过显示切换分别显示激励电压或感应电压值。（纽子开关在左边显示的是感应电压）
33
（2）接上加热电源，把电源调到较小状态。（看发光二极管明暗指示）
（3）开始时温度每升高5℃记录1次相对应的?值，在65℃以后每升高1℃记录1次相对应的?值直到其显示值为零，读数时要迅速而准确，将实验数据记录到下面表格中。 温度 30 35 40 45 50 55 60 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 电压
（4）停止加热（把加热丝连接线去掉），让其自然冷却，并记录?值直到炉温接近室温，把实验数据记录下面表格中。
温度 75 74 73 72 71 70 69 68 67 66 65 60 55 50 45 40 35 30 电压
注意：由于样品铁氧铁被放于电感的绕阻中被线圈包围，如果加热速度过快，测量的温度与铁氧铁的真实温度不同，这种滞后现象在实验中要重视，只有在动态平衡的条件下磁性突变的温度才等于居里温度，所以加热时不宜太快。
数据记录和误差分析
1．实验前应列出记录数据的表格。
2．作图大小约为8×12平方厘米，横坐标和纵坐标的参数数据比例要适当，使曲
线接近布满所用的毫米方格纸的面积。实验数据的点在图中要明显点出，画曲线要求做到一笔落成，曲线要光滑、粗细要均匀。鼓励用微机作图。
4．对实验数据要处理，实验现象和误差要进行分析讨论。
五 思考题
1．试用磁畴理论解释样品的磁化强度在温度达到居里点时突变的原因。 2．测出的?eff(B)?T曲线为什么与横坐标没有交点? 3．实验过程中为什么要保持激励电压不变?
34
实验七 洛仑兹力
一 实验目的
1．演示洛仑兹力。
2．观察电子束在电场力作用下的偏转运动情况。 3．利用洛仑兹力演示器测量并计算出电子的荷质比
e。 m二 实验仪器
J-2433型洛仑兹力演示器
三 实验原理
洛仑兹力演示器由洛仑兹力管、励磁线圈、控制及电源组合、暗箱四部分组成。如图1所示。
图1
1.洛仑兹力管：发射电子束并显示电子束径迹。 2.励磁线圈：提供匀强磁场，使电子束产生偏转。
3.游标：用来对准电子束圆的边缘，以测出电子束圆直径。 4.标尺：测量电子束圆直径用。
5.指针：读出洛仑兹力管移动的角度。 6.度数尺：指示洛仑兹力管转动的角度。
7.逆时信号灯：励磁线圈中电流逆时针流向指示。 8.顺时信号灯：励磁线圈中电流顺时什流向指示。
35
9.暗箱：起遮光作用，以增强观察效果。
10.偏转板电压幅值旋钮：调节加到偏转板上的电压幅值，顺时针转到底电压为250伏，逆时针转到底时电压为50伏，有参考刻度。 11.偏转板电压方向开关：分“上正”、“断路”、“下正”三档。置“上正”时，洛仑兹力管内上偏转板接进正电压，下偏转板接地。置“下正”时，管内下偏转板接进正电压，图1洛仑兹力演示器结构上偏转板接地。置“断路”时，管内上下偏转均无电压接入。观察电子束在磁场洛仑兹力作用下的运动轨迹时，应将其置“断路”位置。 12.加速极电压调节旋钮：调节洛仑兹力管内加速极上电压的大小。J2422—2型有电表指标。在仪器开机、关机前及暂不观察电子束径迹时，都应将此旋钮逆时针转到底。 13.励磁电流方向开关：控制通向励磁线圈电流的方向，分“顺时”、 “断路”、 “逆时”三档。当置“顺时”时，线圈上顺时指向信号灯发光，励磁线圈中电流为顺时针方向，产生的磁场方向朝机内；置“逆时”时，线圈上逆时指向信号灯发光，励磁线圈中电流为逆时针方向，产生的磁场方向朝外；置“断路”时，线圈上信号灯全部熄灭，励磁线圈中没有电流。转换励磁电流方向前应将励磁电流幅度旋钮置最小值位置，以防止转换时产生强电弧烧损开关触点。当观察电子束在电场作用力下的偏转运动时，应将此开关置“断路”位置。 ．
14.励磁电流幅值旋钮：调节励磁线圈中电流幅值，顺时针转到底电流最大，约2．5A；逆时针转到底时电流为零，对J2433型约0.5A。J2433—2型有电表指示。 15.电源开关：仪器电源开关。J2433型采用外接电源，无电源开关。 16.电源指示灯：指示仪器是否接通电源。J2433型无电源指示灯。
17.外接电源接线柱：J2433型仪器面板上设有15伏、250伏、交流6．3伏输入及加速极电压外测7个接线柱，供励磁电流、加速极电压、灯丝电压输入及外接加速极电压测量表。 18.J2433—2型仪器后盖板上设有电源连接线，电源保险丝座(0.75A)，励磁电流外接电流表及加速极电压外接电压表接线柱。
洛仑兹力管又称威尔尼特电子管，该管是一个直径为160毫米的大玻璃泡，泡内抽真空后，充入一定压强的混合惰性气体。玻璃泡内装一个特殊结构的电子枪，由热阴极、调制板、锥形加速极组成，还有一对偏转板。当电子枪各电极加入适当工作电压后，便发射出一束电子束。具有一定能量的电子与惰性气体分子碰撞，使惰性气体发光，就能在电子所经过的路径上看到光迹。
励磁线圈又称亥姆霍兹线圈，这是一对直径为280毫米，每只有140匝的环形线圈，同轴平行放置，间距为140毫米。两只线圈串联连接。当线圈通上电流后，在两只线圈间轴线中点附近可得到匀强磁场，该处的磁感应强度可按下式计算：
B?9?10?7NI?9?10?4I（特斯拉） (1) R 式中：N一线圈匝数
I一励磁电流(安) ， R一线圈半径(米)
（一）仪器控制及电源组合机箱上，固定一对励磁线圈(图1[2])，在这对励磁线圈正中装上洛仑兹力管(图1[1])，洛仑兹力管各电极加入适当电压后，便发射出一束电子束，可看到电子束运动的直线光迹。这时如接通励磁线圈电源，电子束在线圈产生的匀强磁场中受到洛仑兹力的作用，其矢量表达式为：
F?(?e)V?B (2)
式中F为电子受到的洛仑兹力，V为电子束运动的速度，B为磁感应强度。洛仑兹力的方
36
??????