由毕奥萨伐尔定律可知，载流圆线圈在轴线上某一点的磁感应强度为：

式中 为通过线圈的电流强度， 为线圈的匝数， 为线圈半径， 为圆心到该点的距离， 为真空磁导率。则圆心处的磁感应强度 为：

2.2亥姆霍兹线圈轴线上磁场分布

亥姆霍兹线圈是一对彼此平行且联通的共轴圆形线圈，两个线圈内的电流方向一致，大小相同。当两个线圈之间的距离 正好等于圆线圈的半径 时，能够在线圈中心附近产生覆盖较广的均匀磁场区。依据霍尔效应，将霍尔元件置于磁场中，运动的电荷受到了洛伦兹力的作用，电荷运动的方向会因此发生一定的偏转。在偏向的那一侧会有一定的电荷积累。此时，两侧会产生一定的电势差，通过测量电势差就能够计算出相应的磁场大小。

当两个通电线圈的通电电流方向相同时，线圈内部形成的磁场方向也是一致的，因此在两线圈之间的部分就会产生均匀的磁场，霍尔元件在两线圈之间移动时测量的磁场值几乎不变。而当两通电线圈电流方向不同的时候，在两个线圈中心的磁场为零。

设亥姆霍兹线圈中轴线上的某个点，该点距离中心点 为 。则此时亥姆霍兹线圈轴线上的任意一点的磁感应强度为：

则亥姆霍兹线圈轴线上中心O处磁感应强度 应为：

2.3磁场叠加

   在电流 ，线圈数 ，线圈半径 的实验条件下，单个线圈圆心处的磁场强度应为：

若亥姆霍兹线圈之间的距离 正好等于圆线圈的半径 ，则轴线上中心点O处的磁感应强度 为：

在实验中由于霍尔元件的灵敏度受到温度变化以及其它因素的影响较大。因此，在实际操作中，还需要亲自测量该实验仪器的霍尔元件的灵敏度。但在本文中，直接使用仪器所给的灵敏度参考值 。