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文档简介

用模拟法描绘静电场

大学物理实验（下）施洋老师实验目的实验目的1.学习用模拟法描绘静电场的原理和方法；2.加深对电场强度和电场线、电位等概念的理解；3.描绘同轴圆柱体和两平行导线的电场分布情况。

实验仪器实验仪器专用电源探针电场描绘仪实验原理实验原理

本实验用点状电极、同心圆电极产生的稳恒电流场分别模拟两点电荷、同轴柱面带电体形状的带电体产生的静电场。

构造一个与研究对象的物理过程或现象相似的模型，通过对该模型的测试实现对研究对象进行研究和测量，这种方法称为“模拟法”。

静电场的测绘方法

电场强度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，而电位U是标量，从实验测量来讲，测定电位比测定场强容易实现，所以可先测绘等位线，然后根据电场线与等位线正交的原理，画出电力线。这样就可由等位线的间距确定电力线的疏密和指向，将抽象的电场形象地反映出来。－－－－－－－－++

同轴电缆的电场分布

点电荷的电场分布

实验原理实验原理实验原理

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。rR0同轴电缆的静电场

距中心r处电场强度为实验原理实验原理rR0V0r+drAB导电玻璃和电极产生的电流场

半径为r处的电场强度为显而易见，稳恒电流场Er′与静电场E的分布也是相同的即可以用稳恒电流场来模拟静电场实验内容及实验步骤实验内容及步骤、描绘同轴电缆的静电场分布

a

bV+-10.00Vr探针记录针1、如上图所示连接线路；2、接通10.00V电源，在上层板上固定一张白纸；3、测4条等势线(1.00V，3.00V，5.00V，7.00V)，每条等势线测出8个均匀分布的点；4、作出等势线，根据电场线与等势线正交的原理作出八根电力线。实验步骤描绘同轴电缆电场数据处理要求：1）在坐标纸上描绘同轴电缆的静电场分布；2）填写数据表；3）根据表格数据在坐标纸上作出实验步骤描绘同轴电缆电场~1.00V3.00V5.00V7.00VD同轴电缆的静电场分布实验内容及步骤二、描绘两平行导线的电场分布

B白纸10.00VV+-A探针描绘点电荷电场记录针1、将电场描绘仪倒一方向，如上图所示连接线路；2、同上测量2.00、3.00、5.00、7.00、8.00V等位点，并画等位线图；3、在电极A、B之间测5条等势线（分别按2.00、3.00、

5.00、7.00、8.00V

选取），每条等势线要求至少记录5个点；4、作出平滑的等势线，根据电场线与等势线正交的原理作出电力线。描绘点电荷电场实验步骤5.00V3.00V2.00V8.00V7.00V两点电荷的电场分布思考题思考题1.用电流场模拟静电场的理论依据和条件是什么？2.等势线

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