用模拟法测绘静电场
用模拟法测绘静电场实验报告
一、实验目的1. 理解模拟实验法的适用条件。
2. 掌握用模拟法测绘静电场的原理和方法。
3. 加深对电场强度和电位概念的理解。
4. 通过实验，提高实验操作技能和数据分析能力。
二、实验原理静电场是由静止电荷产生的电场，其电场强度E与电荷量Q和距离r的关系为E=kQ/r^2，其中k为库仑常数。
静电场的电位U与电荷量Q和距离r的关系为U=kQ/r。
由于静电场中的电荷不运动，因此静电场是稳恒的。
在实验中，由于静电场中电荷不运动，直接测量静电场的电场强度和电位比较困难。
因此，我们采用模拟法，利用稳恒电流场来模拟静电场，从而间接测量静电场的分布。
稳恒电流场中，电流密度J与电场强度E的关系为J=σE，其中σ为电导率。
稳恒电流场的电位U与电流密度J和距离r的关系为U=-∫J·dr。
在模拟实验中，我们通过改变电流强度，调整模拟装置，使得模拟电流场的分布与静电场相似，从而间接测量静电场的分布。
三、实验仪器1. 模拟装置：同轴电缆和电子枪聚焦电极。
2. 静电场描绘仪。
3. 静电场描绘仪信号源。
4. 导线。
5. 数字电压表。
6. 电极。
7. 同步探针。
8. 坐标纸。
四、实验步骤1. 将同轴电缆的一端与静电场描绘仪连接，另一端与电子枪聚焦电极连接。
2. 调节静电场描绘仪信号源，输出一定电压。
3. 将电子枪聚焦电极放置在坐标纸上，调节电子枪的聚焦，使得电子束在坐标纸上形成一个清晰的光点。
4. 移动电子枪聚焦电极，在坐标纸上描绘出模拟电流场的等位线。
5. 根据等位线的分布，分析模拟电流场的电场强度和电位分布。
6. 通过比较模拟电流场和静电场的相似性，间接测量静电场的分布。
五、实验结果与分析1. 通过实验，我们成功描绘出模拟电流场的等位线，等位线呈同心圆分布，符合稳恒电流场的特性。
2. 通过分析等位线的分布，我们得出模拟电流场的电场强度和电位分布，与静电场的理论分布相似。
3. 实验结果表明，模拟法可以有效地测绘静电场的分布，为静电场的研究提供了方便。
用模拟法测绘静电场
实验14 用模拟法测绘静电场对于带电导体（电极）在其周围空间形成的静电场，一般情况下，由于电极本身的形状各式各样（规则和不规则），所以在周围空间中的电场强度和电势的分布很难用函数关系式来表述。
因此一般通过实验来测绘。
但是静电场有一非常显著的特性，它对于置于场中的导体（测量仪器、探针）会产生静电感应现象，那么导体的电荷在静电场力的作用下就要重新分布，导体激发的附加电场与原电场叠加就引起原静电场的显著畸变。
为了相对准确的测量，在对静电场研究的过程中发现可以用稳恒电流场来代替静电场进行间接测量，从而相对准确地得到了电场强度和电势的关系。
[实验目的]1．通过模拟法的描述进一步掌握静电场的分布。
2．通过测量，进一步加强对电场强度和电势概念的理解。
3．掌握电场强度与电势的微分关系。
[实验原理]模拟法的本质是用一种易于实现、便于测量的物理状态或过程模拟不易实现、不便测量的状态或过程，只要这两种状态或过程有一一对应的两组物理量，并且这些物理量在两状态或过程下满足基本相同的数学方程。
在模拟法中一般所测量的物理量不是我们直接所要研究的对象，要使两个物理量相互对应，必须要满足一定的相似条件。
在本实验中，稳恒电流场和被模拟的静电场实现模拟的条件为：（1）两个场中的电极形状必须相同或相似，且在场中的位置相同；（2）电流场中的电极的电导率必须远大于导电介质的电导率，以保证电极可近似地视为等势体。
一般电极选用金属（铜或铁）制成，导电介质选用蒸馏水、导电纸（纸上涂有一薄层导电石墨）或其它一些电导率非常小的导电介质；（3）对于真空或空气中的静电场，必须要求电流场中的导电介质为均匀介质，即电导率处处相等。
如图1（a ）所示，在真空中有一半径为的长圆柱体（电极）r a A 和一内半径为的长圆筒导体（电极）B ，两电极同轴。
设电极r b A 、B 的电势分别为U 和U ，且（接地），各带等量异号电荷，在两极间产生静电场。
由静电场的高斯定理可求得在距轴线为A B 0=U B r 处任一点电势U 为： r ab b A r r r r r U U ln /ln =（1）（a ） （b ）图1 无限长同轴圆柱面的电场可见，两极之间产生的静电场的等势面是同轴的圆柱面。
用模拟法测绘静电场实验报告!!
用模拟法测绘静电场实验报告!!实验目的：通过模拟法来测绘静电场，了解静电场的分布和特性。
实验器材：1.塑料平板2.金属导体棒3.高电压发生器4.静电计5.金属探针6.细线7.防静电工作台实验原理：静电场是由电荷所引起的一种特殊的电磁场。
静电场的具体分布和特性与电荷的分布以及周围环境有关，可以通过模拟法来测绘。
实验步骤：1.将塑料平板放在防静电工作台上，确保其为绝缘状态。
2.在塑料平板的中央附近带电，可以使用高电压发生器对金属导体棒进行充电，也可以通过摩擦等方法带电。
3.使用静电计探测不同位置上的电势差，从而测定静电场的大小和分布。
4.将金属探针插入不同位置，并使用静电计记录下对应的电势值。
5.使用细线连接不同位置上的等势线，从而绘制出静电场的等势线图。
6.根据等势线的密度和间距，可以推测出电场线的密度和方向。
7.测量不同位置上的电场强度，可以使用静电计或引导线和微电流计的组合来测定。
8.使用测量得到的数据，计算静电场的强度和方向，进一步分析和讨论实验结果。
实验结果与分析：通过模拟法测绘静电场的过程中，我们得到了静电场的等势线图和电场强度的分布。
根据等势线的间距和方向，可以推测出电场线的密度和方向，从而了解静电场的分布特点。
通过测量电场强度，我们可以计算出静电场的强度和方向，进一步分析和讨论实验结果。
实验中可能存在的误差源：1.实验环境的干扰：静电场很容易受到外界环境的影响，如空气中的湿度、温度等因素，可能会对实验结果产生一定的误差。
2.仪器误差：使用的静电计和微电流计等仪器本身存在一定的测量误差，需要在实验中进行校准和减小误差。
3.实验操作的影响：实验者在实验过程中的操作技巧和经验水平也可能会对实验结果产生影响，需要仔细操作和加强实验技能。
改进措施和建议：1.控制实验环境：在实验过程中，可以采取措施减小外界环境因素的干扰，如保持实验室的温湿度稳定、使用防静电设备等。
2.提高仪器精度：使用高精度、精确校准的仪器来进行测量，减小仪器本身带来的误差。
实验五用模拟法测绘静电场
双线圈距离为R时:B0＝０。４５0 mTB10=0。27８ mTB5=0。42５ mT
双线圈距离为R/２时:B0=0。５７3mTB10＝0.237 ｍＴB5＝0。4４8 mＴ
双线圈距离为2R时：B0＝0。222 mTB１0=0.342 mTB5=０。２78 mT
ﻩUH＝RH
ＲH是由半导体本身载流子迁移率决定的物理常数，称为霍尔系数。
ﻩ２．霍尔传感器
ﻩ本实验用SＳ９5Ａ型集成霍尔传感器测量载流圆线圈磁场分布，其工作原理也基于霍尔效应，即ＵH=RＨ ＝ＫHＩBＫＨ＝ＲＨ/d
ＫＨ称为霍尔元件灵敏度，B为磁感应强度,Ｉ为流过霍尔元件的电流强度。理论上B为零时，
UH也为零,但实际情况UＨ示值并不为零，这是由于霍尔元件所用的半导体材料结晶不均匀、各电极不对称等引起附加电势差U0,称为剩余电压。
二、亥姆霍兹线圈
亥姆霍兹线圈是一对彼此平行且连通的共轴圆形线圈,每一线圈N匝,两线圈内的电流方向一致，大小相同,线圈之间距离d正好等于圆形线圈的平均半径 。其轴线上磁场分布情况如图所示，虚线为单线圈在轴线上的磁场分布情况.
设 为亥姆霍兹线圈中轴线上某点离中心点O处的距离，则亥姆霍兹线圈轴线上任一点的磁感应强度大小 为
四、数据处理
１。将测得的单、双线圈中心点的磁感应强度与理论公式计算结果相比较，看是否一致。
２.用直角坐标纸，在同一坐标系作 —X、 —Ｘ、 －X、 + —Ｘ四条曲线，考察 -Ｘ与 + —X曲线,验证磁场叠加原理，即载流亥姆霍兹线圈轴线上任一点磁感应强度 是两个载流单线圈在该点上产生磁感应强度之和 + .
按图接线（直流稳流电源中数字电流表已串接在电源的一个输出端)，只给单线圈a通电，旋转电流调节旋纽，令电流I为100mA.取台面中心为坐标原点Ｏ,通过O的横刻线为OX轴。把传感器探头从一侧沿OX轴移动，每移动测一磁感应强度 ，测出一系列与坐标x对应的磁感应强度 ,数据填入预习报告的表格中．测量区域为—10cｍ-+1０cm.
实验5-21用模拟法测绘静电场
155实验5-21 用模拟法测绘静电场带电体的周围产生静电场，场的分布是由电荷分布、带电体的几何形状及周围介质所决定的。
由于带电体的形状复杂，大多数情况求不出电场分布的解析解，因此只能靠数值解法求出或用实验方法测出电场分布。
直接用电压表去测量静电场的电位分布往往是困难的，因为静电场中没有电流，磁电式电表不会偏转；而且与仪器相接的探测头本身总是导体或电介质，若将其放入静电场，探测头上会产生感应电荷或束缚电荷，这些电荷又产生电场，与被测静电场迭加起来，使被测电场产生显著的畸变。
因此，实验时一般采用一种间接的测量方法（即模拟法）来解决。
【实验目的】1．学会用模拟法测绘静电场方法。
2．加深对电场强度和电位概念的理解。
【实验器材】GVZ-3型导电微晶静电场描绘仪。
【实验原理】 一、模拟法模拟法本质上是用一种易于实现、便于测量的物理状态或过程来模拟不易实现、不便测量的状态和过程，但是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。
物理模拟就是保持同一物理本质的模拟，对一些物理场的研究主要采用物理模拟，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。
如果描述两个不同本质的物理场的微分方程和边界条件相同，则它们解的数学表达式是一样的。
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。
模拟法在工程设计中有着广泛的应用。
例如，对于静电场，电场强度E在无源区域内满足以下积分关系0sE dS ⋅=⎰⎰（高斯定理）0l E dl ⋅=⎰ （环路定理） 对于稳恒电流场，电流密度矢量j在无源区域中也满足类似的积分关系0sj dS ⋅=⎰⎰ （连续方程）0lj dl ⋅=⎰ （环路定理）在边界条件相同时，二者的解是相同的。
用模拟法测绘静电场
实验三十九用模拟法测绘静电场实验目的：1.描绘同轴电缆的静电场分布（测绘等位线，画出电场线）；2.锻炼自我实验操作能力。
实验原理：1、如果两种物理现象在一定的条件下满足同一形式的数学规律，就可一将对其中一种物理现象的研究来代替对另一种物理现象的研究，这种研究方法称为模拟法。
2、实验中用稳恒电流场来模拟静电场正是应用了形式上的相似性。
虽然相似但不是等同。
所以使用模拟法时，必须注意到它的适用条件。
●电流场中的导电介质分布必须相当于静电场中的介质分布。
●静电场中的带电导体的表面是等为面，则稳恒电流场中的导电体也应该是等位面，这就要求采用良好的导电体来制作导电电极，而且导电介质的电导率也不易太大，且要均匀●测定导电介质中的电位时，必须保证探测电极支路中无电流通过●用长同轴圆柱形电极间稳恒电流场模拟长同轴圆柱形导体间静电场的依据3、场强在数值上等于电位剃度，方向指向电位降落的方向，先测绘等位线，然后根据电场线与等位线正交的原理，画出电场线涉及公式：ar Edr UUUaraarln20επλ-=-=⎰（1）ab r b UUarlnln= （2）ab Irb arbrURUlnln'==（3）r=a rV V ab b )( （4）实验仪器：EQC —2型静电场测绘仪（包括导电玻璃，双层固定支架，同步探针）， 直流稳压电源， 记录纸。
实验方法：1、测绘等位线，要求相邻两等位线间的电势差为1V 共测8条，每条等位线测定出8个均匀分布的点，画出等位线的 同心圆簇。
2、画出电场线，指出电场强度的方向3、由公式r=a rV V ab b )(计算出理论圆半径（b=75.00mm, a=5.000mm, a V =10V ）实验数据处理：表1 各等位线半径数据表2 半径测量数据表单位：mm。
实验五 用模拟法测绘静电场
实验五用模拟法测绘静电场实验目的：1. 理解静电场的概念及其性质2. 熟悉静电场线和等势线的画法3. 学习用模拟法测绘静电场一、实验原理与装置1. 静电场的概念和性质静电场是指存在电荷时周围空间内的电场。
静电场有以下性质：(1) 电场线的方向是电场力的方向。
（电荷正电荷电场线从正电荷向外发出，电荷负电荷电场线从负电荷向内汇聚）(2) 等势线垂直于电场线。
（不然质点只能沿着电场线运动）(3) 等势线上各点势能相等。
（在等势线上移动的质点不做功）(4) 电场线与等势线的密度越大，电场越强。
2. 实验装置(1) 金属板(2) 带电棒及其支架(3) 电位计或万用表二、实验内容和步骤1. 实验内容用模拟法测绘电荷间的静电场线和等势线，了解静电场的性质。
2. 实验步骤(1) 用金属板固定一个带电棒。
(2) 在另一侧用电位计或万用表测量带电棒所激发的电场强度E，将测量数据记录下来。
(3) 在周围的纸面上画出静电场线和等势线。
(4) 待电荷达到稳态（静电场不变），移动带电棒，再次测量电场强度，并观察静电场线和等势线的变化。
三、实验数据处理1. 静电场线和等势线的绘画方法(1) 画静电场线画负电荷和正电荷的静电场线是不同的，如下图：对于正电荷：电荷从正电荷开始散开，射向无限远处。
对于负电荷：电荷从负电荷汇聚，向负电荷无限靠近。
(2) 画等势线等势线是垂直于静电场线的曲线，在静电场中，等势线是由一些面状平面构成的，就是所谓的等电面。
在同一等电面内，各点的电势是相等的。
等势线表现出了静电场的梯度。
决定等势线的要素有电荷大小、形状、位置和形成等势线的维度等，整个电场的形态和分布都可以通过等势线和静电场线得到。
2. 数据记录分析利用测量的电场强度，对静电场进行绘画。
在静电场线和等势线上找到几组有特征的数据点，根据等势线的定义，这些点的电势是相等的，因此可以计算出其具体的电势值。
四、实验注意事项1. 实验操作小心，防止触电2. 用导体与地连接保持安全3. 测量前，检查实验装置是否正确安装五、实验思考题1. 如何判别静电场是否稳定？2. 静电场中等势线的特点是什么？3. 如何利用等势线测量电势差？实验五用模拟法测绘静电场完整实验报告样例【摘要】本实验通过测量带电棒激发的电场强度和画出静电场线和等势线，测绘了一个由单个电荷组成的静电场。
用模拟法测绘静电场02949
用模拟法测绘静电场〔实验目的〕1、学习用模拟法描绘和研究静电场分布；2、加深对电场强度和电势概念的理解。
〔实验原理〕静电场用电场线形象描绘静电场的分布。
r E 02πελ= a ln(/)ln(/)b r a b r r U U r r = 模拟场用不良导体内的电场模拟静电场。
图1 同轴电缆的模拟模型(a) 同轴电缆模拟电场装置； (b) 横向剖面d d ln 22b r b r rr b r r r R t r r t rρρππ==⎰ ln 2a b b r r a r R t r ρπ= 2ln a b a a b r r a U tU I r R r πρ== a ln(/)ln(/)ab r rr a b r r U IR U r r '==[实验内容及步骤]图2 GVZ - 4型导电微晶静电场描绘仪1、将导电微晶上内、 外两电极分别与直流稳压电源的正、负极相连接,电压表正、 负极分别与测试笔及电源负极相连接,移动测试笔测绘同轴电缆的等位线簇。
要求相邻两等位线间的电位差为1V,以每条等位线上各点到原点的平均距离r 为半径画出等位线的同心圆簇。
2、根据电场线与等位线的正交原理,画出电场线,并指出电场强度方向,得到一张完整的电场分布图。
3、在坐标纸上作出相对电位r aU U 和ln r 的关系曲线,并与理论结果比较, 根据曲线的性质说明等位线是以内电极中心为圆心的同心圆。
[注意事项]1、找等位点时尽量让同等位线上的点均匀分布分布在360度上；2、不同等位线上的点尽量在同一直线上，以方便确定等位线；3、由于导电微晶边缘处的电流沿边流动，因此等位线必然与边缘垂直, 使该处的等位线和电力线严重畸变。
为减小“边缘效应”的影响，将导电微晶的边缘切割成电力线的形状。
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带电体的周围产生静电场，场的分布是由电荷分布、带电体的几何形状及周围介质所决定的。
由于带电体的形状复杂，大多数情况求不出电场分布的解析解，因此只能靠数值解法求出或用实验方法测出电场分布。
直接用电压表去测量静电场的电位分布往往是困难的，因为静电场中没有电流，磁电式电表不会偏转；而且与仪器相接的探测头本身总是导体或电介质，若将其放入静电场，探测头上会产生感应电荷或束缚电荷，这些电荷又产生电场，与被测静电场迭加起来，使被测电场产生显著的畸变。
因此，实验时一般采用一种间接的测量方法（即模拟法）来解决。
【实验目的】
1．学会用模拟法测绘静电场方法。
2．加深对电场强度和电位概念的理解。
【实验器材】
GVZ-3型导电微晶静电场描绘仪。
【实验原理】 一、模拟法
模拟法本质上是用一种易于实现、便于测量的物理状态或过程来模拟不易实现、不便测量的状态和过程，但是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。
物理模拟就是保持同一物理本质的模拟，对一些物理场的研究主要采用物理模拟，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。
如果描述两个不同本质的物理场的微分方程和边界条件相同，则它们解的数学表达式是一样的。
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。
模拟法在工程设计中有着广泛的应用。
例如，对于静电场，电场强度E 在无源区域内满足以下积分关系
0s
E dS ⋅=⎰⎰
（高斯定理）
0l
E dl
⋅=⎰ （环路定理）
对于稳恒电流场，电流密度矢量j
在无源区域中也满足类似的积分关系
0s
j dS ⋅=⎰⎰ （连续方程）
0l
j dl ⋅=⎰
（环路定理）
在边界条件相同时，二者的解是相同的。
由于稳恒电流场易于实现测量，所以就用稳恒电流场来模拟与其有相同数学形式的静电场。
二、用电流场模拟静电场
1．均匀带电长直同轴圆柱面间的电场分布
本实验被模拟的是在真空中均匀带电的（无限）长直同轴圆柱面间的静电场，如图5-21-1a 所示。
其中内圆柱体A 的半径为0r ，外圆筒B 的内半径为0R ，二者均为导体。
设电极A 的电位为0U ，电极B 的电位为零（接地），A 、B 分别带等量异号电荷。
由对称性可知，该静电场的等位面是许多同轴管状柱面，若垂直于轴线做一个截面
S ，则这些柱面与S 面的交线是一系列同心圆，每一个圆就是一条等位线。
根据电场线与等位线处处垂直的关系，可绘出电场线，如图5-21-1b 所示。
由于S 面为任一截面，若该面的电场分布清楚了，则整个静电场的电场分布就清楚了。
为了计算电极A 、B 间的静电场，我们在轴线方向上取一段单位长度的同轴柱面，其横截面入图5-21-1c 所示。
设内外柱面单位长度带电量分别为λ+与λ-，则两柱面间距离轴线为r 处点的电场强度E 的大小为
02E r
λ
πε=
则两极间的电位差 0
00000
ln 22R R r r R dr U Edr r r λλ
πεπε=
=
=⎰⎰ （5-21-1） 同样，半径为r 的柱面上任意一点与外电极B 间的电位差为 0
00
0Edr ln 22R R r r
r
R dr U r r
λλ
πεπε=
=
=⎰
⎰
（5-21-2） 由式（5-21-1）和式（5-21-2）得 )
/ln()
/ln(0000
r R r R U U r = （5-21-3）
从上式可以看出r U 与)/ln(0r R 呈线性关系。
2．同轴圆柱面电极间电流场的电位分布
如图5-21-2a 所示，模拟电极由半径为0r 的圆柱形金属电极A 和内半径为0R 的圆柱形金属电极B 组成，两电极同心地紧压在导电微晶s '上。
通电后，在两电极间的导电质中形成稳恒电流场。
电流从电极A 均匀辐射状的流向电极B ，见图5-21-2b 。
设导电微晶的厚度为δ，其电阻率为ρ，若在两电极间做半径分别为r 和dr r +的圆，则两圆之间的导电微晶的电阻为
r
dr
r dr S dr dR πδρδπρρ
22=
== 式中，S 是半径为r 、厚度为δ的圆柱面的侧面积。
那么，半径为r 的柱面到半径为0R 的
图5-21-1 均匀带电长直同轴圆柱面间的电场分布
a) 长直同轴圆柱面 b) 等位线与电场线 c) 静电场中的高斯面
外柱面的之间的电阻为
r
R r dr R 0
R r
rR 0ln 220
πδρ
πδ
ρ==⎰
（5-21-4） 通过同样的计算可以得到，半径为0r 的内圆柱面到半径为0R 的外圆柱面间的总电阻为
0ln 200r R R R r πδρ
=
（5-21-5） 因此，从内圆柱面到外圆柱面的电流为
0000)
/ln(200U r R R U I R r ρπδ==
（5-21-6） 则半径为r 的柱面的电位为
0rR r IR U =
将式（5-21-4）和式（5-21-6）代入上式，得 )
/ln()
/ln(0000r R r R U U r = （5-21-7）
比较式（5-21-3）和式（5-21-7）可知，静电场与模拟场的电位分布完全相同。
图5-21-3给出了两根长直带电直线和聚焦电极的电位分布。
注意：模拟方法的使用有一定的条件和范围，不能随意推广，否则将会得到荒谬的结论。
用稳恒电流场模拟静电场的条件可以归纳为下列三点：
（1）稳恒电流场中的电极形状应
与被模拟的静电场中的带电体几何形状相同；
（2）稳恒电流场中的导电介质是不良导体且电导率分布均匀，这样才能保证电流场中的电极（良导体）的表面也近似是一个等位面；
（3）模拟所用电极系统与模拟电极系统的边界条件相同。
【实验内容】
一、描绘均匀带电长直同轴圆柱面间的电场分布
1．首先固定好记录纸，用探针紧靠外电极的内侧任取三点，在记录纸上记下这三点的位置，由这三点确定电极的机械圆心，此圆心就是等位线的中心。
圆心到这三个点之间的距离就是外电极内侧的半径0R 。
注意：本实验完成之前，记录纸的位置不得再变。
a) b)
图5-21-2 模拟电极与模拟场 a) 模拟电极 b) 模拟场
2．实验装置如图5-21-4所
示，将导电微晶的内外两电极分
别与直流稳压电源的正负极相连
接，将探针测量的正极与探针相
连。
把探针移离导电微晶纸，打
开电源，将电源调至“校正”位
置，旋转电压调节使电压表的示
值（即内外电极间电压）为V。
3．将电源调至“测量”位置，
此时电压表显示的示值就是探针与负极之间的电压值。
移动探针使电压表读数为V，按一下记录纸上的探针记下该点位置。
在V等位线上大致均匀地记录10个等位点。
4．用上述方法分别测出V、V、V、V和V各条等位线。
二、描绘两根平行长直均匀带电直线和聚焦电极的电场分布
1．调节两极之间的电压为V。
2．用与上述类似的方法测出电位分别为V、V、V、V、V的等位线。
【数据处理】
一、均匀带电长直同轴圆柱面
1．取下记录纸，量出每条等位线上的10个点离圆心O的距离，求平均半径r，填入表5-21-1中。
表5-21-1 均匀带电长直同轴圆柱面各等位线的半径
半径
电压
1
r
2
r
3
r
4
r
5
r
6
r
7
r
8
r
9
r
10
r r
V V V V V V 图5-21-4 实验装置图
图5-21-3 模拟电极的电位分布
a)平行带电直导线 b)聚焦电极
2．然后根据电场线与等位线正交原理，画出电场线，并指出电场强度方向，这样就得到一张完整的电场分布图。
3．计算不同等位线处的0ln(/)R r ，填入表5-21-2中。
在坐标纸上做出0ln(/)
r
U R r 曲线。
表5-21-2 模拟法测绘静电场数据纪录与处理表格
二、两根平行长直均匀带直线和聚焦电极
在记录纸上画出各条等位线，并根据等位线绘出电场线。
【注意事项】
1．移动探针要轻要慢，以防损坏导电微晶。
【思考题】
1．为什么静电场不能直接测绘，而要用稳恒电流场来进行模拟使用模拟法的条件是什么
2．如何从等位线和电场线的分布看出电场强度的大小和方向。