电磁场与电磁波实验报告

1、实验一静电场仿真1 .实验目的建立静电场中电场及电位空间分布的直观概念。2 .实验仪器计算机一台3 .基本原理当电荷的电荷量及其位置均不随时间变化时，电场也就不随时间变化，这种电场称为静电场。点电荷q在无限大真空中产生的电场强度E的数学表达式为q r1r一、E Jr（ r是单位向量）（1-1 ）4 0r真空中点电荷产生的电位为(1-2)q5 0r其中，电场强度是矢量, 样的，电场强度为电位是标量，所以，无数点电荷产生的电场强度和电位是不一word范文lr（ri是单位向量）（1-3 ）(1-4)1 n qi uEE1E2 LEn2 ri40 i 1 ri电位为nL ， qi12n ,40 i 1

2、 ri本章模拟的就是基本的电位图形。4.实验内容及步骤(1)点电荷静电场仿真题目：真空中有一个点电荷-q,求其电场分布图。程序1：负点电荷电场示意图clearx,y=meshgrid(-10:1210);E0=8.85e-12;q=1.6*10A(-19);r=；r=sqrt(x.A2+y.A2+1.0*10A(-10)m=4*pi*E0*r;m1=4*pi*E0*r.A2;E=(-q./m1).*r;surfc(x,y,E);盟 Figure Noh 1 X日但上dit l£iew Insert loo Is Window Helpjo 0? E g| A ? / j您?二负点电荷

3、场强示意图负点电荷电势示意图clearx,y=meshgrid(-10:1.2:10);E0=8.85e-12;q=1.6*10A(-19);r=;r=sqrt(x.A2+y.A2+1.0*10A(-10)m=4*pi*E0*r;m1=4*pi*E0*r.A2;z=-q./m1surfc(x,y,z);xlabel('x','fontsize',16)ylabel('y','fontsize',16)','fontsize',10)title(' 负点电荷电势示意图5J Figure Nd 1 Xf

4、ile £dit yiew Insert lools Vyindcw HelpJd H S| A 尸 / | 您 Q Q员点电荷电势示意图程序2clearq=2e-6;k=9e9;a=1.0;b=0;x=-4:0.16:4;y=x;X,丫尸meshgrid(x,y);R1=sqrt(X+1).A2+Y.A2+1.0*10A(-10);R2=sqrt(X-1).A2+Y.A2+1.0*10A(-10);Z=q*k*(1./R2-1./R1);ex,ey=gradient(-Z);ae=sqrt(ex.A2+ey.A2);ex=ex./ae;ey=ey./ae; cv=linspace(

5、min(min(Z),max(max(Z),40); contour(X,Y,Z,cv,'k-');hold onquiver(X,Y,ex,ey,0.7);Figure Ne. 1file £dit Ifiew Insert Jools 四的 dcrw Help1= r 5 HL 工<a «£/?<.>之之、七二二二三，/丁丁"4" ->#Lzu dL-LL M 厂/r EVA二二三.二三二三二-二二二二二二E二二玄T / 7 / J / /ir Jitti三三三二ZE224” 一三二二三 J r二二二

6、二二二£之£芝 一二二二二二上二£、 二二 一一三i会一clearq=2e-6;k=9e9;a=1.0;b=0;x=-4:0.15:4;y=x;X,Y=meshgrid(x,y);R1=sqrt(X+1).A2+Y.A2+1.0*10A(-10);R2=sqrt(X-1).A2+Y.A2+1.0*10A(-10);U=q*k*(1./R2-1./R1);ex,ey=gradient(-U);ae=sqrt(ex.A2+ey.A2);ex=ex./ae;ey=ey./ae; cv=linspace(min(min(U),max(max(U),40); surfc(x

7、,y,U);K Figure Nd 1 X日拒 £dit ifiew Insert Jools Window Help口 学q管*A尸/您足二54 .4实验二恒定电场的仿真1 .实验目的建立恒定电场中电场及电位空间分布的直观概念。2 .实验仪器计算机一台3 .基本原理电场的大小和方向均不随时间变化的场称为恒定电场，如直流导线，虽说电荷在导线内运动，但电场不随时间变化而变化，所以，直流导线形成的电场是恒定电场。对于恒定电场，我们可以假设其为静电场，假设有静止不动的分布在空间中的电量q产生了这一电场。通过一些边界条件等确定自己所需要的变量，然后用静电场的方法来求解问题。4 .实验内容及步

8、骤(1)高压直流电线表面的电场分布仿真题目：假设两条高压导线分另是正负电流，线间距2m,线直径0.04m,电流300A,两条线电压正负110kV,求表面电场分布。 三 立 _ 生 _4程序clearx,y=meshgrid(-2:0.1:2);r1=sqrt(x+1).A2+y.A2+0.14);r2=sqrt(x-1).A2+y.A2+0.14);k=100/(log(1/0.02);E=k*(1."1-1./r2);surfc(x,y,E);xlabel('x','fontsize',16) ylabel('y','font

9、size',16) title('E','fontsize',10)Figure Nai X日府 £dit Insert Tools Window Helpg ¥ B 每T* A 尸 / I 筠 £ CE60clearx,y=meshgrid(-2:0.1:2); r1=sqrt(x+1).A2+y.A2+0.14); r2=sqrt(x-1).A2+y.A2+0.14); k=100/(log(1/0.02);m=log10(r2./r1);U=k*m;surfc(x,y,U);xlabel('x',

10、9;fontsize',16)ylabel('y','fontsize',16)title('U','fontsize',10)因 Figure Nai Xpie idit ifiew Insert loo Is Window HeEp宙B每尸/处足C-2 -2y实验三恒定磁场的仿真word范文建立恒定磁场中磁场空间分布的直观概念。2 .实验仪器计算机一台3 .基本原理磁场的大小和方向均不随时间变化的场，称为恒定磁场。线电流i产生的磁场为：rdB ”4 r2说明了电流和磁场之间的关系，运动的电荷能够产生磁场。4.实验内容及

11、步骤圆环电流周围引起的磁场分布仿真题目：一个半径为 0.35的电流大小为1A的圆环，求它的磁场分布。分析：求载流圆环周围的磁场分布，可以用毕奥一萨伐尔定律给出的数值积分公式进行计算:图3-1载流圆环示意图程序clearword范文x=-10:0.5:10;u0=4*pi*10A(-7);R=0.35;I=1;B=(u0*I*R.A2)./2./(R.A2+x.A2).A(3/2);plot(x,B)；£ile idit )£iew Insert Jools 叫 ind5V Help口令。叁、A尸/尸门实验四电磁波的反射与折射（1）熟悉相关实验仪器的特性和使用方法（2）掌握电

12、磁波在良好导体表面的反射规律2 .实验仪器DH1211型3厘米信号源1台、可变衰减器、频率调节器、电流指示器、喇叭天线、 金属导体板1块、支座一台。3 .基本原理电磁波在传播过程中如遇到障碍物， 必定要发生反射。当电磁波入射到良好导体 （近似 认为理想导体）平板上时将发生全反射。电磁波入射到良好导体（近似认为理想导体） 平板 时，分为垂直入射和以一定角度入射（称为斜入射）。如图4-1所示。入射线与分界面法线的夹角为入射角，反射线与分界面法线的夹角为反射角。垂直入射斜入射（入射角0°、反射角0° ）（入射角45°、反射角45° ）图4-1用一块金属板作为障碍物，测量当电波以某一入射角投射到此金属板上的反射角，验证电磁波的反射规律：（1）电磁波入射到良好导体（近似认为理想导体）平板上时将发生全反射。（2）入射角等于反射角。4 .实验内容及步骤（1）熟悉仪器的特性和使用方法(2)连接仪器，调整系统DH1121B 3厘米信号源(3)测量入射角和反射角反射全属板放到支座上时，应使金属板平面与支座下面的小圆盘上的某一对刻线一致。而把带支座的金属反射板放到小平台上时，应使圆盘上的这对与金属板平面一致