静电场描绘实验报告.doc

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物理实验-静电场的描绘-实验报告.doc

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物理实验-静电场的描绘-实验报告.doc实验目的:通过实验观察、描绘静电场分布情况,熟悉静电场的特性,掌握静电场的描绘方法。

实验原理:静电场是指由电荷分布所产生的空间区域内的电场。

在静电场中,如果放置一个试验电荷,试验电荷会受到电场力的作用,力的方向与电场方向相同或相反,力的大小与电场强度成正比。

静电场的描述有两种方法:一是采用电势来描述电场,二是采用电场线(或称力线)来描述电场。

电势表示一点在电场中所拥有的能量,是以单位正电荷所需要做的功为基础建立的电势能单位。

图1是电势线示意图,在同一电势面上,电势值相同。

在电势降低的方向移动,电场强度也随之增加。

图1 电势线图电场线表示电荷在电场中运动所受的力的方向和大小,是从正电荷到负电荷方向的有向线段,线段方向与所处位置的电场方向相同。

电场线的密度表示电场强度大小。

图2是电场线和等势线示意图,等势线是垂直于电场线的曲面。

在同一等势面上,等势线值相同。

实验步骤:1.将实验方程安置于平滑的水平面上,调整方程的平衡。

2.在陶瓷杯内加入适量炭粉和浓硫酸混合液(体积比为2:1),用玻璃棒搅拌均匀。

3.将金属点状探针固定在支架上,将探针接上电源正极,接上万用表的电势测量表头,探针量程为±199.9V。

4.将另一金属片放在炭粉混合液中,将金属片接上电源负极,作为原点。

5.在实验方程上方和侧方依次插入探针,分别在探针接触点上记录电势值。

6.根据电势值得变化,描绘出电势等值线,即等势线。

以钱先生的名字为例,描绘的图形如图3所示。

图3 静电场的描绘结果分析:根据实验结果可以看出,在静电场中,电势值随距离的变化而变化,电势值越高的地方,电场强度越大。

在同一电势面上,电势值相同,电场线和等势线的特性不同:电场线方向和大小表示电场强度和方向,等势线表示等势面的形状和大小。

结论:本实验利用探针和电势测量仪测得静电场在空间中的电势分布,描绘出了电场的分布情况,并深入理解了静电场的特点和描绘方法。

静电场描绘实验报告

静电场描绘实验报告

静电场描绘实验报告实验目的:通过观察并描绘静电场的分布,验证静电场的特性和守恒定律。

实验器材:1. 塑料板2. 金属导线或金属探针3. 静电场描绘仪(或称电场力线图仪)4. 高电压电源实验步骤:1. 将塑料板放置在平整的桌面上,确保它没有与任何其他物体接触。

2. 将静电场描绘仪放置在塑料板上,并确保它可以自由移动。

3. 将金属导线或金属探针连接到静电场描绘仪上。

4. 将高电压电源连接到金属导线或金属探针上,并将电源设置为适当的电压。

注意:在进行此步骤时,应确保安全,并遵循正确的操作程序。

5. 在塑料板上移动静电场描绘仪,并观察在不同位置的指示器的变化。

6. 根据观察到的指示器变化,描绘出静电场的力线分布图。

力线应从正电荷指向负电荷,并且力线之间的密度应表示场强的大小。

实验注意事项:1. 在进行实验之前,应确保实验环境没有静电干扰。

例如,应避免有人在附近行走或从事与静电相关的活动。

2. 在进行高电压实验时,应注意安全,并确保正确操作电源。

3. 当观察指示器变化时,应注意观察的位置和相应的指示器读数,确保准确描绘出静电场的分布。

实验结果与讨论:通过观察和描绘出的静电场力线分布图,可以看出静电场中的场强大小和方向。

根据场强的分布,可以发现在正电荷附近有场线朝向负电荷,而在负电荷附近有场线朝向正电荷。

这符合静电场的特性,即正电荷和负电荷之间产生的静电力相互吸引。

同时,根据描绘的力线密度,可以判断场强的大小,即力线越密集,场强越大。

实验的结果验证了静电场的特性和守恒定律,即静电场中的电荷守恒,力线从正电荷指向负电荷,力线密度表示场强的大小。

这些特性对于理解静电现象和应用静电场的原理至关重要。

静电场的模拟实验报告.doc

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实验二静电场的描绘【目的与任务】1、理解用模拟法描绘静电场的原理和方法;2、学会用模拟法描绘静电场的等势线和电场线;3、定性说明同轴圆柱面和带电直导线电流场的特点及其应用。

【仪器与设备】静电场描绘仪(西安教学仪器厂生产),万用电表,坐标纸等。

仪器简介:1、交流电源交流电源输出电压在0~10V之间连续可调,最大输出电流l A。

实验时将输出电压调节到实验要求之值。

2、静电场描绘仪图1 静电场描绘仪静电场描绘仪如图1所示,支架采用双层式结构,下层放置水盘和电极,上层安放坐标纸。

P是测量探针,用于在水中测量各点的电势,P′是与P联动的记录探针,可将P在水中测得的各电势点通过按下指针P′在坐标纸上打出印迹,同步地记录在坐标纸上。

由于P、P′是固定在同一探针架上的,所以两者绘出的图形完全相同。

3、模拟电极可提供两点电荷(平行输电线),同轴柱面(同轴电缆),聚焦电极三种模拟电极。

【原理与方法】1、直接测量静电场的困难带电体在周围空间产生的静电场,可用电场强度E或电势U的空间分布来描述。

一般情况下,可从已知的电荷分布,用静电场方程求出其对应的电场分布,但对较复杂的电荷分布,如电子管、示波管、电子显微镜、加速器等电极系统,数学处理上十分困难,因而总是希望用实验方法直接测量。

但是,直接测量静电场往往很困难。

因为,首先静电场中无电流,不能使用磁电式仪表,而只能使用较复杂的静电仪表和相应的测量方法;其次,探测装置必须是导体或电介质,一旦放入静电场中,将会产生感应电荷或极化电荷,使原电场发生改变,影响测量结果的准确性。

若用相似的电流场来模拟静电场,则可从电流场得到对应的静电场的具体分布。

2、用稳恒电流场模拟静电场的可行性如果两种物理现象在一定条件下满足同一形式的数学规律,则可将对其中某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。

模拟法本质上就是利用几何形状和物理规律在形式上相似的原理,把不便于直接测量的物理量在相似条件下间接地实现。

静电场描绘实验报告

静电场描绘实验报告

静电场描绘实验报告实验目的本实验旨在通过静电场描绘实验,探究静电场的特性,并通过实验结果验证静电场的规律性。

实验器材•静电场描绘仪•静电场导线•带电粉末实验原理静电场是由带电粒子或物体所产生的力场。

在静电场中,带电粒子或物体受力的大小和方向与其所处的位置有关。

通过带电粉末在静电场中的分布情况,可以描绘出静电场的形状和特性。

实验步骤1.将静电场导线连接到静电场描绘仪上。

2.将带电粉末倒入静电场描绘仪的盒子中。

3.打开静电场描绘仪的开关,使其产生静电场。

4.观察带电粉末在静电场中的分布情况,并记录下来。

5.关闭静电场描绘仪的开关,清理实验现场。

实验结果与数据分析根据实验步骤所述,我们进行了静电场描绘实验,并观察到带电粉末在静电场中呈现出一定的形状。

实验结果显示,带电粉末在静电场中集中分布于静电场导线附近,并且呈现出特定的形状,如圆形、椭圆形等。

根据静电场的特性,我们可以得出以下结论: 1. 静电场的强度在静电场导线附近较大,而在远离导线的地方逐渐减小。

2. 静电场的分布形状由带电粒子或物体的形状和布局决定。

3. 带电粉末在静电场中的分布情况可以直观地描绘出静电场的形状和特性。

通过对实验结果的分析,我们验证了静电场的规律性,并得出了对静电场特性的一些认识。

结论通过本次静电场描绘实验,我们深入了解了静电场的特性,并通过实验结果验证了静电场的规律性。

静电场描绘实验是一种直观、简单且有效的验证静电场特性的方法,对于学习静电场的物理学原理具有重要的意义。

实验心得通过参与本次静电场描绘实验,我充分认识到了科学实验的重要性和实验操作的细致性。

在实验过程中,我注意到了实验器材的使用方法和安全注意事项,并且在实验前做好了实验记录和数据分析的准备工作。

通过观察带电粉末在静电场中的分布情况,我对静电场的特性有了更深入的理解,并且通过实验结果验证了静电场的规律性。

本次实验让我更加熟悉了静电场的物理学原理,并提升了我的实验技巧和数据分析能力。

静电场的描绘实验报告(实用5篇)

静电场的描绘实验报告(实用5篇)

静电场的描绘实验报告篇1一、实验目的1、能够正确运用系统分析的过程与方法,结合一个自选MIS项目,复习、巩固MIS分析的目的、MIS分析的内容、MIS分析方法和工具,提高系统分析实践能力。

2、熟悉业务流程图、数据流程图、数据字典的绘制。

3、熟悉Rational Rose工具的使用, 熟悉UML在MIS分析中的应用。

4、树立正确的系统分析思想,培养分析问题、解决问题的能力。

二、实验内容1、根据所述系统功能需求,开展实地调查或通过Internet查阅相关资料或结合个人经验,进行系统分析。

2、明确管理业务调查过程和方法,包括所选管理系统典型组织机构、管理功能及业务流程,优化并以图形建模。

3、明确数据流程的调查与分析过程,绘制数据流程图,编制数据字典。

4、学会使用RationalRose软件来进行系统分析,使用UML描述分析系统的用例图、概念类图、顺序图、合作图、活动图和状态图。

三、操作步骤系统分析静电场的描绘实验报告篇2一、实习目的1、学习焊接电路板的有关知识,熟练焊接的具体操作。

2、了解电子产品的生产制作过程;3、掌握电子元器件的识别及质量检验;,4、学习利用工艺工具独立进行电话机的装焊和调试,并达到产品的质量要求5、看懂电话机的安装图,了解电话机的基本原理,学会动手组装和焊接电话机。

6、通过对一台正规产品电话机^的安装焊接及调试,学会调试电话机,能够清晰接打电话。

7培养职业道德,和职业技能,培养工程实践观念及严谨细致一丝不苟的科学风。

二、实习内容1.元器件的识别对于此次电话机装配中所用到的所有元器件,如色环电阻、二极管、稳压管、三极管、瓷片电容、涤纶电容、电解电容、变压器、单片机及其他各种所用到的器件都应该能很好的识别。

2.元器件的插装元器件在焊接前,需要对其进行正确的插装,这一点是十分重要的,它关系到我们电话机组装成败与否。

对于器件的插装,要求我们能在正确识别元器件的基础上,认真,小心,对照元器件清单表,不漏插,不错插。

静电场描绘实验报告(精编文档).doc

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【最新整理,下载后即可编辑】班级____ _____ 组别_____________姓名_ __ 学号_____日期__ __ 指导教师___ __【实验题目】静电场的描绘____【实验目的】1.了解静电场模拟的依据;2.学会用模拟法描绘静电场;3.测绘静电场的等位线、电力线。

【实验仪器】HLD-DZ-IV型静电场描绘仪(包括双层电极架、同步探针、稳压电源和数字电压表),2张16开毫米坐标纸。

【实验原理】电场强度是矢量,而电位分布是标量,在测量上要简便些,而且比较以上两个方程式可知, 两个场的物理量所遵从的物理规律具有相同的数学式。

静电场中导体表面为等位面,而电流场中电极通常由良导体制成,同一电极上各点电位相等,所以两个场用电位表示的边界条件也相同,则两个场的解也相同(可能相差一个常数)。

因而可以用稳恒电流场来模拟静电场,通过测量稳恒电流场的电位分布来求得所模拟静电场分布。

这种利用几何形状和物理规律在形式上相似的,把不便于直接测量的量在相似条件下间接实现。

【实验内容】1将复写纸和坐标纸放置在上层支架板上,并用橡皮磁条压紧。

(1)按图6.5连接电路,并使探针头置于导电微晶上。

图6.5 电场描绘电路图(2)开启电源开关,将内外选择开关扳向“内侧”,旋转“电压调节”旋钮使电压表指示为8V或一适当的电压值。

(3)将选择开关扳向“外侧”,寻找等位点。

平移同步探针底座使电压表读数分别为1.00V、2.00V、3.00V、4.00V、5.00V、6.00V、7.00V时,轻轻按下上探针在坐标纸上打出一个点。

每条等位线至少要测5个以上的等位点,且均匀分布在不同方位上。

(4)取下坐标纸,由一组等位点找出圆心依次画出各等位线,并标明每一条等位线的电位值;画出电力线。

(5)以为横坐标,Ur为纵坐标,绘出Ur—曲线,看是否为直线,以验证实验的正确性。

【原始数据】Ur(V)1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00r1(cm) 5.35 .3.70 2.50 1.90 1.40 1.10 0.80r2(cm) 5.22 3.60 2.60 1.90 1.30 1.10 0.75r3(cm) 5.13 3.40 2.50 1.73 1.20 0.65 0.60r4(cm) 5.00 3.40 2.48 1.70 1.15 0.65 0.50r5(cm) 5.00 3.40 2.55 1.60 1.10 0.70 0.45r6(cm ) 5.00 3.50 2.40 1.60 1.10 0.85 0.45r7(cm ) 5.00 3.60 2.38 1.70 1.15 1.00 0.60r8(cm) 5.35 3.70 2.50 1.70 1.30 1.10 0.70【数据处理】根据原始数据计算出在不同电压下,电位分布半径的平均值,和ln ,方便进行下一步的实验数据分析Ur (V ) 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00(cm ) 5.13 3.53 2.49 1.73 1.21 0.89 0.60ln (cm ) 1.64 1.26 0.91 0.55 0.19 -0.12 -0.51【实验数据分析】根据处理好的实验数据,画出以ln 为x 轴,电压U 为y 轴的平面直角坐标系。

实验报告静电场的描绘

实验报告静电场的描绘

电子信息与机电工程学院 普通物理实验 课实验报告级 物理(1) 班 B 2 组 实验日期 姓名: 学号 号 老师评定 实验题目: 静电场的描绘实验目的:1、学习用模拟法研究静电场。

2、描绘二种场结构的等位线。

仪器和用具:静电场模拟迹仪(一套)实验原理带电体的周围存在静电场,场的分布是由电荷的分布。

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。

直接用电压表法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;另外由于与仪器相接的探测头本身总是导体或电介质,若将其放入静电场中,探测头上会产生感应电荷或束缚电荷。

由于这些电荷又产生电场,与被测静电场迭加起来,使被测电场产生显着的畸变。

因此,实验时一般采用间接的测量方法(即模拟法)来解决。

1.用稳恒电流场模拟静电场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模拟不易实现、不便测量的物理状态或过程,它要求这两种状态或过程有一一对应的两组物理量,而且这些物理量在两种状态或过程中满足数学形式基本相同的方程及边界条件。

本实验是用便于测量的稳恒电流场来模拟不便测量的静电场,这是因为这两种场可以用两组对应的物理量来描述,并且这两组物理量在一定条件下遵循着数学形式相同的物理规律。

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⎰⎰=⋅Sd 0S E (2-1)⎰=⋅l d 0l E (2-2)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⎰⎰=⋅Sd 0S j (2-3)⎰=⋅ld 0l j(2-4)在边界条件相同时,二者的解是相同的。

当采用稳恒电流场来模拟研究静电场时,还必须注意以下使用条件。

(1)稳恒电流场中的导电质分布必须相应于静电场中的介质分布。

具体地说,如果被模拟的是真空或空气中的静电场,则要求电流场中的导电质应是均匀分布的,即导电质中各处的电阻率ρ必须相等;如果被模拟的静电场中的介质不是均匀分布的,则电流场中的导电质应有相应的电阻分布。

静电场的模拟与描绘实验报告

静电场的模拟与描绘实验报告

静电场的模拟与描绘实验报告一、实验目的1、学习用模拟法测绘静电场的分布。

2、加深对静电场概念的理解,提高对电场强度和电势概念的认识。

二、实验原理静电场是由静止电荷产生的稳定的物理场。

由于直接测量静电场的分布比较困难,所以本实验采用模拟法来测绘静电场。

模拟法的基本思想是:如果两种物理现象在一定条件下具有相似的数学形式和物理规律,那么可以用一种易于测量和研究的物理现象来模拟另一种难以测量和研究的物理现象。

在本实验中,我们用稳恒电流场来模拟静电场。

稳恒电流场和静电场都遵守高斯定理和环路定理,当两种场中的电极形状和位置相同,并且边界条件相同时,它们的电场分布是相似的。

在实验中,我们使用导电纸作为均匀的导电介质,在导电纸上铺上平行等距的电极,通过在电极上施加直流电压,在导电纸中形成稳恒电流场。

然后,用检流计测量导电纸上不同位置的电势,从而描绘出电场的分布。

三、实验仪器静电场描绘仪、直流稳压电源、检流计、探针、导电纸、坐标纸等。

四、实验步骤1、连接实验仪器将直流稳压电源的正负极分别与静电场描绘仪的相应电极连接,将检流计的正负极与探针连接。

2、安放导电纸将导电纸平铺在静电场描绘仪的平板上,并确保导电纸与平板紧密接触。

3、确定电极位置根据实验要求,确定电极在导电纸上的位置,并在导电纸上做好标记。

4、测量电势将探针与导电纸接触,移动探针,在不同位置测量电势。

为了提高测量的准确性,每次测量时应确保探针与导电纸接触良好。

5、记录数据将测量得到的电势数据记录在坐标纸上,标明测量点的位置。

6、绘制等势线根据记录的数据,在坐标纸上绘制出等势线。

等势线是电势相等的点的连线。

7、描绘电场线根据等势线的分布,垂直于等势线描绘出电场线。

电场线的方向是从高电势指向低电势。

五、实验数据处理1、记录测量得到的电势数据,如下表所示:|测量点位置|电势(V)|||||(x1, y1) | V1 ||(x2, y2) | V2 ||(x3, y3) | V3 ||||2、根据数据表,在坐标纸上绘制出等势线。

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静电场描绘实验报告静电场描绘实验报告如何写?那么,下面就随我一起来看看吧。

【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要领的理解。

3.用作图法处理数据。

【实验仪器】静电场描绘仪、静电场描绘仪信号源、导线、数字电压表、电极、同步探针、坐标纸等。

【实验原理】在一些科学研究和生产实践中,往往需要了解带电体周围静电场的分布情况。

一般来说带电体的形状比较复杂,很难用理论方法进行计算。

用实验手段直接研究或测绘静电场通常也很困难。

因为仪表(或其探测头)放入静电场,总要使被测场原有分布状态发生畸变;除静电式仪表之外的一般磁电式仪表是不能用于静电场的直接测量,因为静电场中不会有电流流过,对这些仪表不起作用。

所以,人们常用"模拟法"间接测绘静电场分布。

1、模拟的理论依据模拟法在科学实验中有极广泛的应用,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,以代替不易实现、不便测量的状态或过程的研究。

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。

静电场与稳恒电流场本是两种不同场,但是它们两者之间在一定条件下具有相似的空间分布,即两场遵守的规律在形式上相似。

它们都可以引入电位U,而且电场强度E=-△U/△l;它们都遵守高斯定理:对静电场,电场强度在无源区域内满足以下积分关系∮E·ds = 0 ∮E·d l = 0对于稳恒电流场,电流密度矢量J在无源区域内也满足类似的积分关系∮J·ds = 0 ∮J·d l = 0由此可见,E和J在各自区域中满足同样的数学规律。

若稳恒电流空间均匀充满了电导率为σ的不良导体,不良导体内的电场强度E′与电流密度矢量J之间遵循欧姆定律J=σE′因而,E和E′在各自的区域中也满足同样的数学规律。

在相同边界条件下,由电动力学的理论可以严格证明:像这样具有相同边界条件的相同方程,其解也相同。

因此,我们可以用稳恒电流场来模拟静电场。

也就是说静电场的电力线和等势线与稳恒电流场的电流密度矢量和等位线具有相似线的分布,所以测定出稳恒电流场的电位分布也就求得了与它相似的静电场的电场分布。

2、模拟条件模拟方法的使用有一定条件和范围,不能随意推广,否则将会得到荒谬的结论。

用稳流电场模拟静电场的条件可归纳为几点:(1)稳流场中电极形状应与被模拟的静电场的带电体几何形状相同。

(2)稳流场中的导电介质应是不良导体且电阻率分布均匀,并满足σ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被模拟电极系统的边界条件相同。

3、同轴圆柱形电缆的静电场利用稳恒电流的电场和相应的静电场其空间形成一致性,则只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U稳恒=U静电,或E稳恒电极≥σ导电质=E静电。

下面图 1以同轴圆柱形电缆的"静电场"和相应的模拟场—"稳恒电流场"来讨论这种等效性。

如图10(a)所示,在真空中有一半径a的长圆柱导体A 和一个内径b的长圆筒导体B,它们同轴放置,分别带等量异号电荷。

由高斯定理可知,在垂直于轴线上的任何一个截面S内,有均匀分布辐射状电力线,这是一个与坐标Z无关的二维场。

在二维场中电场强度E正平行于xy平面,其等位面为一簇同轴圆柱面。

因此,只需研究任一垂直横截面上的电场分布即可。

距轴心O半径为r处(图1(b))的各点电场强度为E 20r式中λ为A(或B)的电荷线密度。

其电位为UrUaEdrUaarr1n (1) 20aUa 201na若rb时,Ub = 0则有代入式(1)得 UrUa距中心r 处场强为 Er1n(b/r) (2)1n(b/a)UadUr1 (3) dr1n(b/a)r其中A、B间不是真空,而是充满一种均匀的不良导体,且A和B 分别与电流的正负极相连,见图2同轴电缆模拟电极间形成径向电流,建立一个稳恒电流场Er。

可以证明不良导体中的电场强度Er与原真空中的静电场Er是相同的。

4、同轴圆柱形电级间的电流场取厚为t的圆柱形同轴不良导体片来研究,材料的电阻率为ρ则半径r的圆周到半径为(r+dr)的圆周之间的不良导体薄块的电阻为dRdr (4) 2tr半径r到b之间的圆柱片电阻为Rrbbdrb1n (5)r2tr2tr由此可知半径a到b之间圆柱片的电阻为(a)图2 同轴电缆模拟电极 Rabb1n (6)2ta若设U0 = 0,则径向电流为IUa2tUa (7) Rab1n(b/a)1n(b/r) (8) 1n(b/a)距中心r处的电位为UrIRrbUa则稳恒电流场Er′为UadUr1Er (9)dr1n(b/a)r可见式(2)与式(8)具有相同形式,说明稳恒电流场与静电场的电位分布函数完全相同。

即柱面之间的电位Ur与1nr均为直线关系。

并且(Ur/Ua)相对电位仅是坐标的函数,与电场电位的绝对值无关。

显而易见,稳恒电流的电场E′与静电场E的分布也是相同的。

因为EdUrdUrE (10) drdr实际上,并不是每种带电体的静电场及模拟场的电位分布函数都能计算出来,只有在σ分布均匀几种形状对称规则的特殊带电体的场分布才能用理论严格计算。

上面只是通过一个特例,证明了用稳恒电流场模拟静电场的可行性。

5、电场的测绘方法由(10)式可知,场强E在数值上等于电位梯度,方向指向电位降落的方向。

考虑到E是矢量,U是标量,从实验测量来讲,测量电位比测定场强容易实现,所以可先测绘等位线,然后根据电力线与等位线正交原理,画出电力线。

这样就可由等位线的间距,电力线的疏密和指向,将抽象的电场形象地反映出来。

静电场描绘仪(包括水槽、双层固定支架、同步探针等),如图3所示,支架采用双层式结构,上层放记录纸,下层放带电极水槽。

并将电极引线接出到外接线柱上,电极间有电导率远小于电极且各向均匀的导电介质水。

接通交流电源就可进行实验。

在导电玻璃和记录纸上方各有一探针,通过金属探针臂把两探针固定在同一手柄座上,两探针始终保持在同一铅垂线上。

移动手柄座时,可保证两探针的运动轨迹是一样的。

由水槽上方的穿梭针找到待测点后,按一下记录纸上方的探针,在记录纸上留下一个对应的标记。

移动同步探针在水槽中找出若干电位相同的点,由此即可描绘出等位线。

使用方法:(1)接线静电场测试仪信号源的输出接线柱与电极接线柱相连,将探针架放好,并使探针下探头置于放有电极的水槽中,开启开关,指示灯亮,有数字显示。

电压表示值图3 K为电场中某点对负极的电压值。

(2)测量调节静电场测试仪电源前面板上电压调节旋钮,将开关K打在电源电压上,电表显示所加的电压值,单位为伏特,一般调到10V,便于运算。

然后将开关打在测量,横移动探针架,数显示表示值随着运动而变化,从而测出每条等位线上的几个电压相等的点。

(3)记录在描绘架上铺平坐标纸,用螺钉夹住,当电压表显示读数认为需要记录时,轻轻按下记录纸上的探针并在坐标纸上,记录电压,为实验清楚快捷,每等位线不少于8个点,然后用光滑曲线连接即可。

【实验内容】1、长直同轴圆柱面电极间的电位分布(1)将电极水槽中加入适量的水,然后把它放在上层静电场描绘仪的下层;(2)按图连接好电路,电压表及探针联合使用。

(3)把坐标纸放在静电场描绘仪的上层,并用四个螺钉夹好。

(4)调节静电场描绘仪的电源(大约10V)。

(5)移动探针座使探针在水中缓慢移动,用数字电压表测量电位差,找到等位点时按下坐标纸上的标记指针,做出标记。

分别作出6V、5 V、4 V、3 V、2V的五条等位线,每条等位点不得少于8个。

(6)根据等位点描绘等位线,并标出每条等位线的电位。

(7)根据电力线和等位线垂直的提点,描绘被模拟空间中的电力线。

2、不规则电极间电位分布(1)将水槽中的电极更换成两圆柱面型。

(2)重复内容一中的操作,分别作出8V、7 V、6V、5 V、4 V、3 V、2V的7条等位线。

【数据记录与处理】1、同轴圆柱面型电极间电位分布(1)根据等位点描绘被模拟空间中的等位线。

(2)根据电力线和等位线垂直的提点,画出被模拟空间中的电力线。

(3)测量每条电位线的半径计算对应的电位理论值,并与实验值比较计算相对误差,将数据填入以下表格。

表:Ua V a mm b mm(1)根据等位点描绘被模拟空间中的等位线。

(2)根据电力线和等位线垂直的提点,画出被模拟空间中的电力线。

注意:将图线粘贴在实验报告上【思考题】(1)用模拟法测的电位分布是否与静电场的电位分布一样?(2)如果实验时电源电压有效值不稳定,那么是否会改变电力线和等位线的分布?为什么?(3)试从你测绘的等位线和电力线分布图,分析何处电场强度较强,何处电场强度较弱。

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