matlab实习十一

1、任 务：_ 11- （任务号_组号）03课程名称： matlab程序设计及应用 课程代码： 9993345 实习周数：1 学分： 1 实习单位：物理学院 实习地点：图书馆机房 实习时间：2012.7.21 19：00 至 21：00 一实习目的 1、 编程绘制点电荷的电场和电势分布图；2、 掌握二维网格和三维曲面绘图的语句。实习任务1、 建立点电荷的电场和电势方程。2、 利用MATLAB的函数，绘制点电荷的电势和电场分布图。包括：单位电量正电荷、负电荷、等量异性电荷。实习报告1、 写出点电荷的电势和电场解析式。2、 画出电势分布三维图（3个图）。3、 画出电场分布和等位线二维图（三个图）。4、

2、 分析仿真结果。提示：电位方程：U=q(1)/4/pi/eps0./r1电场方程：Ex,Ey=gradient(-1*U)空间及步长设置：x,y=meshgrid(-2:0.1:2,-2:0.1:2);正电荷坐标（1，0），负电荷坐标（-1，0）；电势分布图：mesh(x,y,U)电场和等位线：contourf(x,y,U,z0)（z0为多个等位线值形成的矢量，其值请同学们自定义，最好是等间隔）；hold on；quiver(x,y,Ex,Ey)参考图：正电荷的电势和电场图。二、实习主要内容：（仿真结果及分析，含源程序注释图）1.：= E=-2单位电荷的电势分布q=1; %设定电荷量为1x,y

3、=meshgrid(-2:0.1:2,-2:0.1:2); %空间及步长设置z=q./sqrt(x-1).2+y.2+0.01); %正电荷的电势分布mesh(x,y,z); % 画出三维图形x,y=meshgrid(-2:0.1:2,-2:0.1:2);z=1./sqrt(x-1).2+y.2+0.01);dx,dy=gradient(z,.2,.2);contour(x,y,z,-12,-8,-5,-3,-1,-0.5,-0.1,0.1,0.5,1,3,5,8,12);hold onquiver(x,y,dx,dy)colormap hsvhold offxx=linspace(-2,2,

4、6),2*linspace(1,1,6),linspace(-2,2,6),-2*linspace(1,1,6);yy=2*linspace(1,1,6),linspace(-2,2,6),-2*linspace(1,1,6),linspace(-2,2,6);streamline(x,y,dx,dy,xx,yy);单位电量负电荷电场：x,y=meshgrid(-2:0.1:2,-2:0.1:2);z=-1./sqrt(x+1).2+y.2+0.01);dx,dy=gradient(z,.2,.2);contour(x,y,z,-12,-8,-5,-3,-1,-0.5,-0.1,0.1,0.5

5、,1,3,5,8,12);hold onquiver(x,y,dx,dy)colormap hsvhold offxx=linspace(-2,2,6),2*linspace(1,1,6),linspace(-2,2,6),-2*linspace(1,1,6);yy=2*linspace(1,1,6),linspace(-2,2,6),-2*linspace(1,1,6),linspace(-2,2,6);streamline(x,y,dx,dy,xx,yy);等量异号电荷电场：x,y=meshgrid(-2:0.1:2,-2:0.1:2);z1=1./sqrt(x-1).2+y.2+0.01

6、);z2=1./sqrt(x+1).2+y.2+0.01);z=z1+z2;dx,dy=gradient(z,.2,.2);contour(x,y,z,-12,-8,-5,-3,-1,-0.5,-0.1,0.1,0.5,1,3,5,8,12);hold onquiver(x,y,dx,dy)colormap hsvhold offxx=linspace(-2,2,6),2*linspace(1,1,6),linspace(-2,2,6),-2*linspace(1,1,6);yy=2*linspace(1,1,6),linspace(-2,2,6),-2*linspace(1,1,6),lin

7、space(-2,2,6);streamline(x,y,dx,dy,xx,yy);单位负电荷电势图：x=-2:0.1:2y=-2:0.1:2k=9*109x,y=meshgrid(x,y)z=-k./sqrt(x+1).2+y.2+0.01)mesh(x,y,z)xlabel('x'),ylabel('y'),zlabel('z')等量单位异号电荷电势：k=9*109x,y=meshgrid(-2:0.1:2；-2:0.1:2) %定义取值范围z1=-k./sqrt(x-1).2+y.2+0.01) %正负电荷电势的计算及叠加z2=k./sqrt(x+1).2+y.2+0.01) z=z1+z2mesh(x,y,z)xlabel('x'),ylabel('y'),zlabel('z')4. 分析仿真结果：应用mesh及serf软件可以很好的实现对图形的处理，只要拥有了数据及计算公式，就可以找到这些数据的联系，画出图形。 三、实习总结、体会： 本次实验利用matlab编程绘制电场线和电势的分布图，复习了电磁场中