常少梅

（宝鸡文理学院 物理与光电技术学院，陕西 宝鸡 721016）

电磁学实验课程是物理学专业的一门非常重要的专业基础课程,在学生前期学习完成电磁学理论课程之后，实验课程的开展有利于学生深入理解电磁学的基本理论和定律，同时能够帮助学生把抽象的物理公式和实验现象相互联系起来，促进学生电磁学理论课程的学习和理解.然而，在实验数据的处理过程中，由于手动数值计算非常地烦琐，传统的采用坐标轴作图的方法容易出现误差等问题.Mathematica软件[1]是一款由美国Wolfram Research公司开发的科学计算软件,该软件能够进行大规模的数值和符号计算，借助内部集成的图形系统，Mathematica能够很方便地将符号运算的结果可视化，方便研究人员深入理解数学公式后的物理意义.

1 磁场的描绘实验

载流圆线圈轴线上的磁场分布为[2]：

其中μ0为真空中的磁导率，N0为线圈的匝数，I为线圈上电流，R为线圈的半径，x表示轴线上任意一点到线圈圆心的距离.实验当中[3]，N0=400 匝，I=400mA，R=106mm.若将一小的匝数N=800，外径D=0.012m的探测线圈置于圆线圈轴线上，即可测量载流圆线圈轴线上的磁场分布，推导可以得到轴线上的磁场分布为[4]：

在Mathematica中可以定义函数B：

利用测量的电压Umax立即可以得出轴线上每一个位置的磁感应强度的实验测量值，结果列于表1中.显然，从表1可以看出，载流圆线圈轴线上的磁感应强度的理论值和实验值之间误差很小.

表1 载流圆线圈轴线上磁场的分布（f=50Hz）

然后利用测量得……