电磁场实验报告
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实验一:静电场的分析与求解
1.求二维标量场u(r)=y^2-x的梯度
[x,y]=meshgrid(-2:.2:2,-2:.2:2);
z=y.^2-x;
[px,py]=gradient(z,.2,.2);
contour(z)
hold on
quiver(px,py)
hold off
title('等值线与梯度');
2.2个等量同号点电荷组成的点电荷系的电势分布图clear
v='1./((x-3).^2+y.^2).^0.5+1./((x+3).^2+y.^2).^0.5'; xmax=10;
ymax=10;
ngrid=30;
xplot=linspace(-xmax,xmax,ngrid);
[x,y]=meshgrid(xplot);
vplot=eval(v);
[explot,eyplot]=gradient(-vplot);
clf;
subplot(1,2,1),meshc(vplot);
xlabel('x');
ylabel('y');
zlabel('电位');
subplot(1,2,2),axis([-xmax xmax -ymax ymax]); cs=contour(x,y,vplot);
clabel(cs);
hold on
quiver(x,y,explot,eyplot)
xlabel('x');
ylabel('y');
hold off
3.电偶极子的场(等位线和梯度)
clear;
clf;
q=2e-6;
k=9e9;
a=1.5;
b=-1.5;
x=-6:0.6:6;
y=x;
[X,Y]=meshgrid(x,y);
rp=sqrt((X-a).^2+(Y-b).^2);
rm=sqrt((X+a).^2+(Y+b).^2);
V=q*k*(1./rp-1./rm);
[Ex,Ey]=gradient(-V);
AE=sqrt(Ex.^2+Ey.^2);
Ex=Ex./AE;
Ey=Ey./AE;
cv=linspace(min(min(V)),max(max(V)),49);
contourf(X,Y,V,cv,'k-')
title('电偶极子的场'),hold on
quiver(X,Y,Ex,Ey,0.7)
plot(a,b,'wo',a,b,'w+')
plot(-a,-b,'wo',-a,-b,'w-')
xlabel('x');ylabel('y');
hold off
实验二:磁感应强度求解
1.单匝环形通电线圈形成的磁感应强度
clear
rh=2.5;i0=10;mu0=4*pi*1e-7;n=11
m=(n+1)/2
xmax=6;ymax=6;ngrid=40;
cx(1:ngrid,1:ngrid)=zeros;cy(1:ngrid,1:ngrid)=zeros; c0=mu0/4*pi;
nh=20;
ngrid1=nh+1;
xmax1=0;
ymax1=2*pi;
xplot=linspace(-xmax,ymax,ngrid);
yplot=linspace(-xmax,ymax,ngrid);
theta0=linspace(0.2*pi,21);
theta1=theta0(1:nh);
y1=rh*cos(theta1);
z1=rh*sin(theta1);
theta2=theta0(2:nh+1);
y2=rh*cos(theta2);
z2=rh*sin(theta2);
dlx=0;dly=y2-y1;dlz=z2-z1;
xc=[-(n-1)/2:2:(n-1)/2];
yc=(y2+y1)/2;
zc=(z2+z1)/2;
for k=1:m
for i=1:ngrid
for j=1:ngrid
rx=xplot(j)-xc(k);
ry=yplot(i)-yc;
rz=0-zc;
r3=sqrt(rx.^2+ry.^2+rz.^2).^3;
dlxr_x=dly.*rz-dlz.*ry;
dlxr_y=dlz.*rx-dlx.*rz;
bx(i,j)=sum(c0*i0*dlxr_x./r3);
by(i,j)=sum(c0*i0*dlxr_y./r3);
end
end
cx(1:ngrid,1:ngrid)=cx(1:ngrid,1:ngrid)+bx(1:ngrid,1:ngrid);
cy(1:ngrid,1:ngrid)=cy(1:ngrid,1:ngrid)+by(1:ngrid,1:ngrid); end
quiver(xplot,yplot,cx,cy);
hold on
plot(xc,rh, 'r*')
hold on
plot(xc,-rh,'r*')
n =
11
m =
6