最新-用模拟法描绘静电场 精品
用模拟法描绘静电场
用模拟法描绘静电场篇一：用模拟法描绘静电场用模拟法描绘静电场静电场是由电荷分布决定的。
给定区域内的电荷分布和介质分布及边界条件，可根据麦克斯韦议程组和边界条件来求得电场分布。
但大多数情况下求出解析解，因此，要靠数字解法求出或实验方法测出电场分布。
实验目的1.学会用模拟法描绘和研究静电场的分布状况。
2.掌握了解模拟法应用的条件和方法。
3.加深对电场强度及电势等基本概念的理解。
实验仪器导电液体式电场描绘仪，同轴电极，平行板电极，白纸（自备）实验原理直接测量静电场是很困难的，因为仪表（或其探测头）放入静电场中会使被测电场发生一定变化。
如果用静电式仪表测量，由于场中无电流流过，不起作用。
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。
由电磁学理论可知电解质（或水液）中稳恒电流的电流场与电介质（或真空）中的静电场具有相似性。
在电流场的无源区域中，电流密度矢量和静电场中的电场强度矢量所遵从的物理规律具有相同的数学形式，所以这两种场具有相似性。
在相似的场源分布和相似的边界条件下，它们的解的表达式具有相同的数学模型。
如果把连接电源的两个电极放在不良导体如稀薄溶液（或水液）中，在溶液中将产生电流场。
电流场中有许多电位彼此相等的点，测出这些电位相等的点，描绘成面就是等位面。
这些面也是静电场中的等位面。
通常电场分布是在三维空间中，但在水液中进行模拟实验时，测出的电场是在一个水平面内的分布。
这样等位面就变成了等位线，根据电力线与等位线正交的关系，即可画出电力线。
这些电力线上每一点切线方向就是该点电场强度的方向。
这就可以用等位线和电力线形象地表示静电场的分布了。
检测电流中各等位点时，不影响电流线的分布，测量支路不能从电流场中取出电流，因此，必须使用高内阻电压就能消除这种影响。
用模拟法描绘静电场(cm)
用模拟法描绘静电场(cm)静电场是由带电体所产生的具有空间特征的场。
它是由电荷产生的电磁场，并且它是静止的。
这种场在空间范围内存在可以通过模拟法来描述。
模拟法是静电场研究中一种常用的方法，它利用物理模型和数学模型对任意形状、任意分布的电荷分布产生的电场进行分析和计算。
静电场模拟有两种方法：一种是数值模拟法，另一种是物理模拟法。
数值模拟法主要利用计算机的计算能力进行模拟，它可以快速地计算大规模的电荷分布所产生的静电场。
物理模拟法则是通过实验来模拟电场，它主要用于小尺寸的电荷构型的模拟。
在模拟静电场时，我们需要先考虑带电体的电荷分布，电荷的密度和电荷的分布形状，这是模拟静电场的前提。
下面来通过物理模拟法描述一个简单的带电体（球体）所产生的静电场，并尝试说明静电场的性质和特点。
1. 实验材料充电球、静电探头、高精度数字万用表、计时器、直尺等。
2. 实验步骤(1) 在实验室制备一只充电球，充电方法可使用摩擦起电法或接地充电法；(2) 在实验室内选择一个测试场所，记录空间坐标系，建立场点坐标系；(3) 选取计时器，计时1min所静电场数据。
(4) 静电探头以均匀步长扫描空间内的每一个测试点，测量电场强度值，并记录强度值、测量点坐标等参数。
(5) 将测量的数据整理成表格，便于数据处理和分析。
3. 实验结果和分析在测量后的数据处理和分析中，可以将电场强度数据与实际的无电场均匀场进行比较，以便更好地表现静电场的性质和特点。
静电场通常表现出以下的特点：(1) 静电场强度在空间中的分布规律是对称的，具有保守性；(2) 静电场强度随距离的增加而减弱，而电势则随距离的增加而增加；(3) 静电场所受外界因素的影响较小，磁场对其的影响可基本忽略不计。
通过实验可以发现，所测量得到的静电场强度值与其距离之平方呈反比例关系，满足库仑定律的规律。
同时，我们发现静电场强度在空间中呈现向外的径向分布。
除此之外，静电场还具有以下特点：(1) 静电场的总电荷为零；(3) 静电荷会影响周围介质的电结构，产生电感应作用；(4) 近平面分布情况的带电平面与接地相连，则其在接地点上的电势为零；综上所述，静电场的特点和性质，可以通过物理模拟法进行探究和描述。
最新-用模拟法描绘静电场1 精品
用模拟法描绘静电场篇一：用模拟法测绘静电场实验7用模拟法测绘静电场概述：模拟法本质上是一种易于实现、便于测量的物理状态或过程来模拟另一种不易实现、不便测量的状态和过程，要求这两种状态或过程有一一对应的两组物理量，且满足相似的数学形式及边界条件。
一般情况，模拟可分为物理模拟和数学模拟，对一些物理场的研究主要采用物理模拟（物理模拟就是保持同一物理本质的模拟），例如用光测弹性模拟工件内部应力的分布等。
数学模拟也是一种研究物理场的方法，它是把不同本质的物理现象或过程，用同一个数学方程来描绘。
对一个稳定的物理场，若它的微分方程和边界条件一旦确定，其解是唯一的。
两个不同本质的物理场如果描述它们的微分方程和边界条件相同，则它们的解是一一对应的，只要对其中一种易于测量的场进行测绘，并得到结果，那么与它对应的另一个物理场的结果也就知道了。
由于稳恒电流场易于实现测量，所以我们用稳恒电流场来模拟与其具有相同数学形式的不便于测量的静电场。
一、目的要求本实验用稳恒电流场分别模拟长同轴圆形电缆的静电场、劈尖形电极和聚焦。
平行导线形成的静电场。
具体要求达到：1、学习用模拟方法来测绘具有相同数学形式的物理场；2、描绘出分布曲线及场量的分布特点；3、加深对各物理场概念的理解；4、初步学会用模拟法测量和研究二维静电场。
二、仪器设备：--型静电场描绘实验仪。
三、原理（以模拟长同轴圆柱形电缆的静电场为例）稳恒电流场与静电场是两种不同性质的场，但是它们两者在一定条件下具有相似的空间分布，即两种场遵守规律在形式上相似，都可以引入电位，电场强度＝－▽，都遵守高斯定律。
对于静电场，电场强度在无源区域内满足以下积分关系???0???0?对于稳恒电流场，电流密度矢量在无源区域内也满足类似的积分关系????0??0由此可见和在各自区域中满足同样的数学规律。
在相同边界条件下，具有相同的解析解。
因此，我们可以用稳恒电流场来模拟静电场。
在模拟的条件上，要保证电极形状一定，电极电位不变，空间介质均匀，在任何一个考察点，均应有“稳恒＝静电”或“稳恒＝静电”。
用模拟法描绘静电场的实验报告
用模拟法描绘静电场的实验报告实验报告：用模拟法描绘静电场引言静电场是物理学中的一个重要概念，它描述了电荷在空间中所产生的电场分布情况。
为了更好地理解静电场的性质和特点，我们进行了实验，利用模拟法来描绘静电场，并通过实验结果来验证相关理论。
实验原理静电场是由电荷产生的，其中正电荷和负电荷分别对应着不同的电场性质。
根据库仑定律，电荷之间的相互作用力与它们之间的距离成反比，与它们的电量平方成正比。
基于此原理，我们可以通过模拟法来描绘静电场。
实验材料与仪器1. 电荷模拟体：利用导电材料制作的小球，可以携带正电荷或负电荷。
2. 静电感应仪：用于检测电荷的分布情况，包括电荷的大小和方向。
实验步骤1. 准备一块平整的导电板作为实验台面，确保表面无电荷。
2. 将电荷模拟体放置在导电板上，并使用静电感应仪测量其电荷量。
根据需要，可以选择正电荷或负电荷。
3. 移动电荷模拟体，观察静电感应仪的指示变化。
记录不同位置的电荷大小和方向。
4. 根据实验数据，绘制静电场线图。
静电场线是指在空间中连接相同电势的路径，通过绘制静电场线可以直观地表示静电场的分布情况。
实验结果与分析根据实验数据，我们可以得到一张静电场线图。
通过观察静电场线的形状和分布，我们可以得出以下结论：1. 静电场线始于正电荷，终于负电荷，且始终与电荷的法向量方向相切。
2. 静电场线密集表示电荷分布密集，而稀疏表示电荷分布稀疏。
3. 静电场线不会相交，因为电场是一个矢量场，不存在叠加的情况。
讨论与总结通过本次实验，我们成功地利用模拟法描绘了静电场的分布情况。
通过观察静电场线图，我们可以直观地了解静电场的特点和性质。
同时，我们也验证了库仑定律在描述静电场时的有效性。
然而，需要注意的是，本实验是基于模拟法进行的，实际的静电场可能受到许多其他因素的影响，如电荷分布的非均匀性、周围环境的存在等。
因此，在实际应用中，需要综合考虑这些因素，以获得更准确的静电场描述。
通过本次实验，我们深入了解了静电场的特性，并掌握了一种描绘静电场的方法。
实验九：模拟法描绘静电场
实验九：模拟法描绘静电场电磁场理论指出：静电场和稳恒电流场具有相同形式的数学方程式，因而具有相同形式的解，即电流场的分布与静电场的分布完全相似，为此我们可以通过稳恒电流场来模拟静电场，且测量探针的引入不会造成模拟场的畸变。
用电流场来测定静电场是研究静电场的实验方法之一。
利用原型和模拟遵从相同的数学规律而进行的模拟称为数学模拟。
这种模拟法可以广泛地用于对电缆、电子管、示波管、电子显微镜等内部电场的分布情况的研究。
●实验目的与要求：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势概念的理解。
●实验仪器双层静电场测绘仪、稳压电源、电压表、检流计、滑线变阻器、开关、游标卡尺。
详见《大学物理实验一级》P135●实验原理：除了少数几种规则带电体的电场分布可以用数学解析式表达外，大多数情况必须借助实验的方法来测定。
先测出电场等位面的分布，再根据电场线与等位面处处正交的关系，画出电场线的分布，从而获得完整的电场分布图像。
但是，直接测量静电场的电场分布会遇到很大困难，这不仅是因为要使用较复杂的测试仪器，而且当仪器的探针置入电场后会发生感应或极化，从而严重改变了待测电场的分布情况。
为了克服直接测量静电场的困难，我们可以仿造一个与静电场分布完全一样的电流场，用容易直接测量的电流场模拟静电场。
模拟法在科学实验中有及广泛的应用，其本质上是用一种易于实现、便于测量的物理状态或过程的研究，代替不易于实现、不便于测量的状态或过程的研究。
电流场与稳恒电流场本是不同的场，但是它们都遵守高斯定理∫=⋅d 0（无源区域）和环流定理=⋅∫l d E 0，它们都可以引入电势U ，而且电场强度与电势之间都存在U −∇=；因此只要保证两种场保持相同的边界条件，就完全可以用稳恒电流场替代静电场。
而前者的测量要比后者容易实现得多。
要使得两种场具有相同的边界条件，只要保证电极形状一定，电极电势不变，空间介质均匀。
在任何一个考察点，均应有U U ='，='。
模拟法绘制静电场实验报告完整
模拟法绘制静电场实验报告完整实验目的：通过模拟法绘制静电场，观察和分析电荷分布与电力线的关系。
实验原理：静电场是指由于电荷产生的电场，可以通过电力线的形式来表示。
在均匀带电平面附近，电力线是平行的，并指向电荷的正方向；当电力线穿过带电体的表面时，法向量与表面垂直；而在电荷周围，电力线指向正电荷、由负电荷指出。
实验装置：- 电荷模拟器（可调节电荷量和位置）- 电荷分布测量仪（用于测量电荷模拟器上的电荷分布）- 实验模拟软件（用于绘制静电场）实验步骤：1. 打开实验模拟软件并设置电荷模拟器上所放电荷的类型（正/负电荷）和电荷量。
我们选择先放置一个正电荷，电荷量为Q1。
2. 使用电荷分布测量仪测量电荷模拟器上的电荷分布，记录下这些数据。
3. 在模拟软件中，根据测量数据并参考实验原理，绘制电力线。
注意电力线的起点位置应该在电荷模拟器的电荷上。
4. 取下原来的电荷，放置一个负电荷，电荷量为Q2。
重复步骤2-3。
5. 在实验模拟软件中比较两种不同电荷情况下的电力线分布，观察它们之间的差异。
6. 调整电荷模拟器上的电荷位置及电荷量，重复步骤2-5，以得到更多不同情况下的电力线分布。
实验结果和讨论：根据绘制的电力线，我们可以看到电荷Q1和Q2产生了不同的电场分布。
当Q1为正电荷，Q2为负电荷时，电力线从Q1出发指向Q2，并在两个电荷中间形成一束电力线。
如果Q1和Q2的电荷量一样，电力线分布会更均匀。
当两个电荷之间的距离变小，电力线的密度会变大。
通过模拟法绘制的静电场，可以更直观地观察和理解电荷分布对电力线分布的影响。
此外，通过模拟法还可以方便地调整电荷的位置和电荷量，从而探讨不同电荷情况下的静电场特性。
实验结论：通过模拟法绘制静电场，我们可以观察到电荷分布与电力线之间的关系，并通过调整电荷的位置和电荷量，探讨不同电荷情况下的静电场特性。
这种实验方法可以帮助我们更好地理解静电场的产生和分布。
用模拟法测绘静电场实验步骤
用模拟法测绘静电场实验步骤嘿，咱今儿就来讲讲用模拟法测绘静电场的实验步骤哈！
你想啊，静电场这玩意儿看不见摸不着的，可咋研究呢？嘿嘿，这
时候模拟法就派上大用场啦！就好像你要找个东西，直接找不好找，
那咱就找个跟它差不多的来替代，这不就好办多啦！
首先呢，得准备好实验器材，什么电极啦，导电纸啦，电压表啦等等。
这就好比战士上战场，得先把武器装备好不是？
然后，把导电纸平铺在平板上，就像给平板盖了一层特殊的“被子”。
接着把电极放在导电纸上，这电极就像是静电场的“主角”，它要开始
表演啦！
这时候，就开始给电极通电啦。
就像给汽车加油，让它能跑起来一样。
通了电，静电场就产生啦。
接下来，可就是关键步骤咯！拿着电压表，像个小侦探似的，在导
电纸上这儿测测，那儿量量。
这测的可都是关键数据呀，就像侦探在
找线索破案一样重要！
每测一个点，都要认真记录下来，这可不能马虎。
就跟你记日记似的，得详细准确呀。
不然等会儿分析的时候，可就抓瞎啦！
测完一圈后，把这些数据整理整理，根据它们来画出等势线。
哇塞，这等势线一出来，静电场的大概模样不就有啦？
你说神奇不神奇？咱就通过这么一番操作，就把那个神秘的静电场给“描绘”出来啦！就好像画家画画一样，一笔一笔地勾勒出一幅美妙的图画。
在做这个实验的时候啊，可得细心再细心，稍有不慎，数据就不准确啦，那可就前功尽弃咯！所以呀，一定要认真对待每一个步骤，每一个数据。
总之呢，用模拟法测绘静电场就是这么个过程。
是不是挺有意思的呀？还等啥，赶紧去试试吧，说不定你能发现静电场更多的秘密呢！。
用模拟法描绘静电场实验报告
用模拟法描绘静电场实验报告用模拟法描绘静电场实验报告静电场是物理学中非常重要的一个概念，它描述了电荷之间相互作用的力场。
为了更好地理解和研究静电场，我们进行了一系列的实验，通过模拟法描绘了静电场的特性和行为。
本实验旨在通过模拟法的手段，以一种直观的方式展示静电场的形态和性质。
实验材料和仪器包括：一块平面金属板、一根绝缘杆、一些带电体（如塑料棒或橡皮棒）、一台静电电源、一些细线和一些小球。
实验一：带电体的静电场首先，我们将一个带正电的塑料棒放置在金属板上。
观察到，金属板上的自由电子受到塑料棒的吸引，聚集在棒的附近，形成了一个电子云。
而金属板上的正电离子则被塑料棒排斥，聚集在金属板的远离塑料棒的一侧。
这样，我们可以看到在金属板上形成了一个静电场，其中电子云的密度较高，而正电离子的密度较低。
接下来，我们用一根绝缘杆将带正电的塑料棒移开。
观察到，金属板上的电子云和正电离子重新平均分布，消除了静电场。
这说明，静电场的形成和存在是由于带电体的存在和作用。
实验二：静电场的力线为了更直观地观察静电场，我们将一些细线固定在金属板上，然后将小球用细线悬挂在细线的末端。
将带正电的塑料棒靠近小球，观察到小球受到塑料棒的吸引，偏离了竖直方向。
这表明，静电场中存在着电场力，它使得带电体和带电粒子之间发生相互作用。
我们可以通过将小球在静电场中的运动轨迹连接起来，得到一系列的力线。
这些力线从带正电的塑料棒开始，向外辐射，形成了一个以塑料棒为中心的电场。
力线越靠近塑料棒，表示电场的强度越大；力线越稀疏，表示电场的强度越弱。
实验三：静电场的电势为了进一步了解静电场的性质，我们使用了一台静电电源。
首先，我们将金属板接地，然后将带正电的塑料棒靠近金属板。
观察到，金属板上的电子云和正电离子重新分布，形成了一个静电场。
接下来，我们用一个带有指示器的电势计测量了不同位置的电势。
实验结果显示，距离塑料棒越远的位置，电势越低；而距离塑料棒越近的位置，电势越高。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
用模拟法描绘静电场
篇一：用模拟法描绘静电场用模拟法描绘静电场静电场是由电荷分布决定的。
给定区域内的电荷分布和介质分布及边界条件，可根据麦克斯韦议程组和边界条件来求得电场分布。
但大多数情况下求出解析解，因此，要靠数字解法求出或实验方法测出电场分布。
【实验目的】1学会用模拟法描绘和研究静电场的分布状况。
2掌握了解模拟法应用的条件和方法。
3加深对电场强度及电势等基本概念的理解。
【实验仪器】导电液体式电场描绘仪，同轴电极，平行板电极，白纸（自备）【实验原理】直接测量静电场是很困难的，因为仪表（或其探测头）放入静电场中会使被测电场发生一定变化。
如果用静电式仪表测量，由于场中无电流流过，不起作用。
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。
由电磁学理论可知电解质（或水液）中稳恒电流的电流场与电介质（或真空）中的静电场具有相似性。
在电流场的无源区域中，电流密度矢量和静电场中的电场强度矢量所遵从的物理规律具有相同的数学形式，所以这两种场具有相似性。
在相似的场源分布和相似的边界条件下，它们的解的表达式具有相同的数学模型。
如果把连接电源的两个电极放在不良导体如稀薄溶液（或水液）中，在溶液中将产生电流场。
电流场中有许多电位彼此相等的点，测出这些电位相等的点，描绘成面就是等位面。