静电场绘测实验报告

用电流场模拟静电场

一、实验目的

1. 学习用模拟法测绘静电场的原理和方法。 2. 加深对电场强度和电位概念的理解。

3.能在坐标纸上准确描绘同轴电缆的静电场分布。 4.理解并掌握“模拟法”间接测绘静电场的理论依据。

二、实验原理

静电场和稳恒电流场虽是两个截然不同的电场，但可以用稳恒电流场中的电位分布来模拟静电场的电位分布。对于均匀带电的长直同轴柱面的静电场可以用圆片形金属电极A和圆环金属电极 B所形成的电流场来描绘。

V0 R0 r A r+dr R0 r B 图1同轴电缆的静电场 图2同轴电缆的电流场

下面比较两种场半径为r处的电势的表达式：

1.

静电场

1 / 1文档可自由编辑

E 20R0 VEdlR0drn2020rr

设内圆柱与同轴柱面间的电势为V0，则

R0drn V02020r0r0R0

V0R0Vn R0r （1）

nr02.

稳恒电流场

设任意处的电流密度为j，电阻率为，则该处场强. EjI（其中t为电纸厚度） 2rtR0IR0drIn r2tr2trV'Edl设加在A、B两极间的电势差为V0，则 V0' 则

V0RVn0 （2）

R0rnr0R0IR0drIn

2tr0r2tr0 比较（1），（2）两式可知，在离开圆心r处两场电势有完全相

同的表达式。故可用稳

恒电流场模拟静电场。

1 / 1文档可自由编辑

三、实验仪器

EQC-2型双层式静电场测绘仪一套，直流稳压电源(10V，1A)，电压表

四、实验步骤

1. 将导电玻璃上内外两电极分别与直流稳压电源的正负极相连接，电压表正负极分别与同步探针及电源负极相连接。调节电源电压到10.0V。

2. 移动同步探针测绘同轴电缆的等位线簇。相邻两等位线间的电位差为1伏，共测八条等位线，每条等位线测定出八个均匀分布的点。

3. 以每条等位线上各点到原点的平均距离为半径画出等位线的同心圆簇。然后根据电力线与等位线正交原理，再画出电力线，标明等位线的电压大小，并指出电场强度方向，得到一张完整的电场分布图。

4. 在坐标纸上作出相对电位U和lnr的关系曲线，并与理论结果

rU0比较。

五、数据记录和数据处理

ra0.50cm rb7.00cm U010.0V

Ur（V） Ur/U0 1 / 1文档可自由编辑

r测 lnr测 UrU0 r理 rr理r测 Err/r理 rb式中r理根据 rrbra

计算得出。

数据处理要求：1）在坐标纸上描绘同轴电缆的静电场分布；

2）填写上表；

3）根据表格数据在坐标纸上作lnr~

六、注意事项

测量时，探针每次应该从外向里或者从里向外沿一个方向移动，测量一个点时不要来回移动测量，因为探针能够小幅转动，向前或向后测量同一点会导致打孔出现偏差。

Ur图线。 U0七、思考题

1） 用电流场模拟静电场的条件是什么？

提示：几何现状完全一样；边界条件完全一样；物理表达式完全一样。

2） 如果电源电压增加一倍，等位线和电力线的形状是否发生变化？

电场强度和电位分布是否发生变化？为什么？

1 / 1文档可自由编辑

提示：如果电源电压增加一倍，等位线仍然是系列同心圆，电力线仍然为径向辐射状，不会发生变化。但是因为电压增加，则空间各处的电场强度会增加，电位分布会变得密集起来。

3） 测量电场产生畸变，试分析其原因。

提示：电介质的电导率不均匀；探针与导电膜接触不良；测量不是沿同一方向。

1 / 1文档可自由编辑

二三娱乐还为您提供以下相关内容希望对您有帮助：

1. 确定坐标轴：根据实验要求，选择适当的坐标轴，比如x轴和y轴。可以在坐标纸上先轻轻画出两条互相垂直的直线，作为坐标轴。2. 确定场点：根据实验测量的场点位置，在坐标纸上标出各个场点的坐标。3. 绘制等势线：根据场点的电位值，从高到低逐个画出等势线。等势线的间距可以根据场点之间的...

因此,在实验中采用恒定电流场来模拟静电场。即通过测绘点定电流场的分布来测绘对应的静电场分布。模拟法的要求是:仿造一个场(称为模拟场),使它的分布和静电场的分布完全一样,当用探针去探测曲势分布时,不会使电场分布发生畸变,这样就可以间接测出静电场。用模拟法测量静电场的方法之一是用电流场代替静电场。由...

在静电场模拟实验中，我们利用MATLAB编程语言进行了一系列操作，以生成并可视化一个特定的电场分布。首先，我们使用了meshgrid函数来创建一个x和y的网格，范围从-2到2，步长为0.2，这为我们提供了电场分布的基础坐标网格。接下来，我们定义了两个距离公式D1和D2，分别对应于电荷位于x=-1和x=1位置时...

这个得看模拟法测绘的静电场种类和形态，例如，对于环状的电极模拟环状的带电体周围的静电场，需要绘制所模拟的静电场的等势线和电场强度方向，并且计算出各个等势面的半径和模拟电压之间的关系并绘制关系曲线。报告你好，完整的发给你.

大学物理实验 ‘’用电流场模拟静电场实验报告‘’ 中a指的是长圆柱体的半径。用电流场模拟静电场实验过程如图：可知，圆柱半径为a。大学

基本测量 液体粘滞系数的测定 三线扭摆法测转动惯量 驻波实验 电表的扩充与校准 电桥法测电阻 电位差计原理及其应用 用模拟法测绘静电场 示波器的使用 分光计的使用 等厚干涉物理实验除了使学生受到系统的科学实验方法和实验技能的训练外，通过书写实验报告，还要培养学生将来从事...

基本测量：液体粘滞系数的测定、三线扭摆法测转动惯量、驻波实验、电表的扩充与校准、电桥法测电阻、电位差计原理及其应用、用模拟法测绘静电场、示波器的使用、分光计的使用、等厚干涉物理实验。这些实验不仅训练学生的科学实验方法和实验技能，而且通过撰写实验报告，培养学生未来从事科学研究和工程技术开发的...

大学物理实验有：杨氏模量，迈克尔逊干涉仪，全息照相，衍射光栅，单缝衍射，光电效应，用分光计测量玻璃折射率，透镜组基点的测量，测量波的传播速度，密里根油滴实验，模拟示波器的使用，磁电阻巨磁电阻测量，半导体电光光电器件特性测量、等厚干涉 1、杨氏模量 杨氏模量是描述固体材料抵抗形变能力的物理量。

最后一个，也是最重要的就是实验报告了，可能大多数学生的处理都很简单、一致、单一，这就需要你在其它方面给老师给你高分的理由了，很多同学的实验报告不超过3张报告纸，但是我的实验报告一定在5张以上、作图一定是标准尺规作图！我大学的实验报告只有一次是良，其他的都是优秀！可能你觉得这个太辛苦了...

基本测量 液体粘滞系数的测定 三线扭摆法测转动惯量 驻波实验 电表的扩充与校准 电桥法测电阻 电位差计原理及其应用 用模拟法测绘静电场 示波器的使用 分光计的使用 等厚干涉物理实验除了使学生受到系统的科学实验方法和实验技能的训练外，通过书写实验报告，还要培养学生将来从事...