静电场电力线与等位线绘制
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八E dSS0(2-1)-■ E d l l 0(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7 dS0(2-3)j d l0(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，贝U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。
物理实验-静电场的描绘-实验报告
班级___信工C班___ 组别______D______姓名____李铃______ 学号_1111000048_日期___2013.4.17__ 指导教师___刘丽峰___【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开白纸【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，但是直接测量静电场的电位分布是很困难的。
因为静电场中无电流，而任何磁电式电表都需要有电流流过才能偏转，除非用静电式仪表测量；再则测量仪表本身总是导体或电介质，与其相连的探针是良导体，一旦把它们引人静电场中，原静电场将发生强烈改变。
因此采用稳恒电流场模拟静电场，来研究、测量静电场的分布。
1. 用稳恒电流场模拟静电场模拟法要求两个类比的物理现象遵从的物理规律具有相似的数学表达式。
由电磁学理论可知，对一稳恒电流场有，对一静电场在无源区域内则有。
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的方法为模拟法。
1.长同轴带电圆柱体间电场分布两无限长同轴圆柱和圆筒各带等量异号电荷，置于真空中，图6.1 是这对电极的中间有限部分，我们现在只研究这有限部分电极间的静电场。
由高斯定理可以推导出：（6-1）式中U0为圆柱A的电位，Ur为距轴心r处的电位。
推导中令UA = U0，UB = 0。
静电场电力线与等位线绘制
实验一静电场电力线与等位线绘制一、实验目的1、掌握电场中电场线的测量方法；2、掌握电场中等位线的描绘方法。
二、实验设备1. DZ-2型电场描绘仪器1台2. 双层探针1个3. 两点电荷水槽电极1个4. 同轴柱面水槽电极 1块5. 聚焦电场水槽电极 1块三、实验原理在一些电子器件和设备中，有时需知道其中的电场分布，一般都通过实验的方法来确定。
直接测量电场有很大的困难，所以实验时常采用一种物理实验的方法－模拟法，即仿造一个电场 ( 模拟场 ) 与原电场完全一样。
当用探针去测模拟场时，也不受干扰，因此可间接地测出被模拟的电场中各点的电位，连接各等电位点作出等位线。
根据电力线与等位线的垂直关系，描绘出电力线，即可形象地了解电场情况，加深电场强度、电位和电位差概念的理解。
1．两点电荷的电场分布由图1.1所示，两点电荷A、B各带等量异号电荷，其上分别为+V和-V，由于对称性，等电位面也是对称分布的，电场分布图见图1。
图1.1 两点电荷的电场分布图1.2 同轴柱面的电场分布做实验时，是以导电率很好的自来水，填充在水槽电极的两极之间。
若在两电极上加一定的电压，可以测出自来水中两点电荷的电场分布。
与长平行导线的电场分布相同。
2． 同轴柱面的电场分布由图1.2所示，因环B 的中心放一点电荷A ，分别加+V 和-V ，由于对称性，等位面都是同心圆，电场分布的图形见图1.2。
如图 1.2 所示，设小圆的电位为Va 半径为a ，大圆的电位为Vb ，半径为b ，则电场中距离轴心为r 处的电位Vr 可表示为：⎰⋅-=raa r dr E V V （1）又根据高斯定理，则圆柱内r 点的场强E=K/r （当a < r < b 时） （2）式中K 由圆柱的线电荷密度决定。
将（2）式代入（1）式arK V dr r K V V a raa r ln -=-=⎰（3） 在r=b 处应有：)/ln(a b K V V a b ⋅-= 所以ab V V K ba /ln -=（4）如果取0V V a =，0=b V ，将（4）式代入（3）式，得到：ab rb V V r /ln /ln 0= （5）为了计算方便，上式也可写作：_Bab rb V V r /log /log 0（6）3． 聚焦电极的电场分布示波管的聚焦电场是由第一聚焦电极A2和第二加速电极A2组成，A2的电位比A1的电位高。
模拟法描绘静电场实验方法
第28卷第11期 2009年11月实验室研究与探索RESE ARCH AND EXP LORATI O N I N LABORAT ORYVol .28No .11 Nov .2009 模拟法描绘静电场实验方法万云霞, 凌振宝, 嵇艳鞠(吉林大学仪器科学与电气工程学院,吉林长春130061)摘 要:根据电流场和静电场分布相似的原理,设计用电流场模拟静电场间接测量场分布的实验方法。
电流场中的电流密度矢量和静电场中的电场强度矢量所遵从的物理规律具有相同的数学形式。
通过理论推导获知:在边界条件相同的情况下,2个场具有相同的解,论证了电流场模拟静电场在理论上的可行性。
通过实验获得同轴圆柱面形电极在水中产生的电流场的等位线,并根据等位线与电力线垂直的原则绘出其电力线分布。
实验结果与理论曲线相吻合,再次验证了模拟法描绘静电场方法的可行性。
该实验方法的应用,简化了静电场测量的实验设备,降低了对实验测量技术的要求。
关键词:静电场;模拟;电流场;同轴圆柱面中图分类号:O 441 文献标识码:A 文章编号:1006-7167(2009)11-0031-03S i m ul a ti o n Me thod of De scri bi ng the El ectr o sta ti c Fi e l dWAN Yun 2xia, L I N G Zhen 2bao, J I Yan 2ju(College of I nstru mentati on &Electrical Engineering,J ilin University,Changchun 130061,China )Abstract:An ex peri m ental method in which the electric current field si m ulates the electr ostatic field was designed ac 2cording t o the theory that the distributi on of the electric current field is si m ilar t o that of the electr ostatic field .The cur 2rent density of the electric current field and the electric field strength of the static current field have the sa me physical exp ressi on.The conclusi on was given after the theoretical derivati on:both the electric current field and the static current field have the sa me s oluti on when their boundary conditi ons are identical .The possibility of this method was p r oved in theory .The distributi on of the equi potential line and power line of the electric current field br ought by the coaxial 2colu mnifor m electr ode in the water was described by the experi m ent,and the result of the experi m ent is squared with the theory .The possibility of thismethod was confir med again .The equi pments of describing the static electric field are si m 2p lified and the require ment of the measuring technique is reduced after the app licati on of this method .Key words:electr ostatic field;si m ulati on;electric current field;coaxial 2columnifor m收稿日期:2009-02-15作者简介:万云霞(1980-),女,山东烟台人,助理工程师,现主要从事频率域电磁法数据处理研究。
静电场描绘实验报告(精编文档).doc
【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：静电场中等势线的描绘
德胜学校高二物理校本学案静电场中等势线的描绘时间班级姓名一、实验目的：用描迹法画出电场中一个平面上的等势线.二、实验原理：利用导电纸中的恒定电流场模拟真空中的静电场，当在场中与导电纸接触的两探针尖端的电势差为零时，与探针相连的电流计中电流强度为零.从而可以通过探针找出电流场中的等势点，并依据等势点描出等势线.三、实验器材：学生用低压电源或电池组、灵敏电流计、开关、导电纸、白纸、复写纸、圆柱形金属电极2个、探针2个、图钉、导线若干、木板.四、实验步骤：1、安装：在平整的木板上依次铺放白纸、复写纸、导电纸各一张，导电纸有导电物质的一面向上，再用图钉把它们一起固定在木板上（如图）.在导电纸上放两个跟它接触良好的圆柱形电极.两极间距离约为10 cm，电压约为6 V.再从一个灵敏电流计的两个接线柱引出两个探针.2、选基准点：在导电纸平面两极的连线上，选取间距大致相等的5个点作为基准点，并用探针把它们的位置复印在白纸上.3、探测等势点：将两个探针分别拿在左、右手中，用左手中的探针跟导电纸上的某一基准点接触，然后在导电纸平面两极连线的一侧，距此基准点约1 cm处再选1个点，在此点将右手拿着的探针跟导电纸接触，这时一般会看到电流表的指针有偏转，再左右移动探针的位置，直至找到一点，使电流表指针没有偏转为止，说明这个点跟基准点的电势相等，用探针把这个点的位置复印在白纸上.照上述方法，在这个基准点的两侧，各探测出5个等势点，每个等势点大约相距1 cm.用同样的方法，探测出另外4个基准点的等势点.4、画等势线：取出白纸，根据5组等势点画出5条平滑的曲线，它们就是等势线（下图）.方法点拨：一、如何判断探针的移动方向在寻找某一点的等势点时，若发现电流表指针不为零，可依据指针的偏转方向判断探针的移动方向：先由指针偏转方向判断电流的流向，由此可知两探针所接触的两点的电势高低，再由电场的分布特点来判断探针的移动方向.例1如图所示为描绘电场中平面上等势线的装置，图中A、C、P、D、B等相邻两点间距相等，其中A、B为金属圆柱．当电流从正接线柱流入电流表G时，其指针向正接线柱一侧偏转.当探针(Ⅰ)接在D点，探针(Ⅱ)接在导电纸上某点时，电流表G指针向负接线柱一侧偏转，为了尽快寻得等势点，探针(Ⅱ)应向(选填“向左”或“向右”）移动.五、实验注意事项1、使用的电流表，应选择零刻度在中间，量程不能超过几百微安，在使用前，要判断清楚电流表指针偏转方向与通过的电流方向之间的关系．2、如果用低压学生电源做实验，一定要注意把两电极接到直流输出端．3、安放导电纸时，有导电物质的一面应向上．4、安放电极时，不能太靠近导电纸的边缘；电极与导电纸接触要良好，且与导电纸的相对位置不能改变．5、寻找等势点时，要从基准点附近由近及远地逐渐推移，不可贸然进行大跨度地移动，以免电势差过大，发生电流计过载现象．6、探测等势点不要太靠近导电纸的边缘，因为实验是用电流场模拟静电场，导电纸边缘的电流方向与边界平行，并不与等量异种点电荷电场的电场线分布相似.例2、在“描绘电场中平面上等势线”实验中，配备了下列器材，应该选用的是(用器材前的字母表示)（）A.电压为6 V的交流电源B.电压为6 V的直流电源C.电压为100 V的直流电源D.量程为0.5 V、零刻线在刻度盘中央的电压表E.量程为0.6 mA的电流表F.量程为300 μA、零刻线在刻度盘中央的电流表六、实验误差分析1、所使用的电流表的精度是本实验产生误差的主要因素之一，因此，在条件允许的情况下，要尽可能使用精度较高的电流表.2、电极与导电纸是否接触良好也是本实验产生误差的主要因素之一，对此，安装电极时要加以注意，可以在木板上垫3～5张白纸.3、导电纸是否符合要求也是本实验产生误差的主要因素之一，导电纸的电阻率应远大于金属电极的电阻率才能使电极本身成为等势体；导电纸涂层要均匀，纸上导电性才能一致，否则会使测绘出的等势线产生畸变.4、圆柱形电极的大小也会给本实验带来误差.圆柱形电极应选一样在直径约为1cm的磨平铜柱两只.例3、在“电场中平面上等势线的描绘”的实验中，为尽量减小实验误差，（1）若有几只满偏电流不相同的电流表供选用，应选用（）A.100 μAB.0.5 mAC.10 mA（2）若有几种输出电压的直流电源供选用，应选用（）A.1.0 VB.6.0 VC.12 V（3）、若有两种规格的平木板，在两种情形下两个圆柱形电极间距不同，则应选两电极距离稍（选填“大”“小”）的平木板.巩固练习：1.在电场中等势线的描绘实验中所用灵敏电流表的指针偏转的方向与电流的关系是：当电流从正接线柱流入电表D时，指针偏向正接线柱一侧，某同学用这个电表探测基准点2两侧的等势点时，把接电表正接线柱的E1接触在基准点2上，把接负接线柱的E2接触在纸上某一点，如图所示，若发现电表的指针发生了偏转，该同学移动E2的方向正确的是( )A.若电表的指针偏向正接线柱一侧，E2向右移动B.若电表的指针偏向正接线柱一侧，E2向左移动C.若电表的指针偏向负接线柱一侧，E2向右移动D.若电表的指针偏向负接线柱一侧，E2向左移动2.本实验中,为了确定等势点可以选用下列哪些电表（）A.量程0～3 V,零刻度在刻度盘中央的电压表B.量程0～0.6 A,零刻度在刻度盘中央的电流表C.量程0～300 μA,零刻度在刻度盘中央的电流表D.量程0～300 μA,零刻度在刻度盘左边的电流表3.如图所示,A\,B是两个电极,a,b,c,d,e是五个基准点,若电流从正接线柱流入G时,表针向正接线柱一侧偏转.当探针Ⅰ接触基准点d,另一探针Ⅱ接触P点,灵敏电流计指针向负接线柱一侧偏转,为了尽快探测到d点的等势点,探针Ⅱ应由P点逐渐（）A.向上移动B.向下移动C.向左移动D.向右移动4.如图所示，是“用描迹法画出电场中平面上的等势线”的实验器材，（b）图是灵敏电流表的内部结构原理图，请用实线作为导线将图（a）中器件连成实物电路图.。
静电场等电位线模拟测绘
9
6 实验注意事项
(1) 等位线所取电压均匀分布。 (2) 画出电极轮廓，先打点，再描绘。 (3) 两个实验进行前要调整电极之间电压。 (4) 聚焦电极的等电位线画完整。 (5) 水槽由有机玻璃制成，使用时注意不要摔裂。 (6) 电极与铜导线保持良好接触，实验完后，将水槽中 的自来水倒净空干。
3
(2) 两点电荷的电场分析
y
一 个 点 电 荷 的 电 位 为 ：
q 40r
+q
r1 a
P r2 -q
z
a
对于上图所示的两个等量异号的点电荷，根据叠加原 理，这两个电荷产生的电位分布为：
q 4 0
(1 r1
1 r2
)
r1 x 2 y 2 ( z a) 2 r2 x 2 y 2 (z a)2
10
点电荷水槽电极和聚焦电场水槽电极
静电场描绘电源
8
静电场描绘仪
5 实验步骤
(1) 两点电荷的电场分布 使用 DZ-2 型静电场描绘仪的两点电荷水槽电极
，注水，按实验电路图连线，探针放在电极上，调节 电源电压，使两点电荷电极之间的电压达到 12V ，然 后分别测出其等位点。 (2) 聚焦电极的电场分布
1
(1) 静电比拟
静电场与恒定电流场对照表
静电场（ 0
区
域 E0
常数
恒定电流场 （电源以外，
常数）
E 0
E E
D0
J 0
D E J E
2 0 2 0
q D ds s
I J ds
静电场的模拟与描绘实验报告
四川理工学院实验报告实验时间：2009年10月18日实验名称：静电场的模拟测绘成绩：学号：019实验目的：班级：应物08级2班姓名：刘春1、学习用稳压电流场模拟静电场的方法；2、测绘无限长同轴电缆中电场和示波管电子枪焦距电场的等位线；3、加深对电场强度和电位概念的理解。
实验仪器：双层式电场描绘仪、直流稳压电源、电压表、开关、导线、记录纸。
实验原理：静电场是由电荷分布决定的，确定静电场的分布，对于研究带电粒子与带电体之间的相互作用是非常重要的。
理论上讲，如果知道了电荷的分布，就可以确定静电场的分布。
在给定条件下，确定系统静电场分布的方法，一般有解析法﹑数值计算法和实验法。
在科学研究和生产实践中，随着静电应用、静电防护和静电现象等研究的深入，常常需要了解一些形状比较复杂的带电体或电极周围静电场的分布，这时，理论方法（解析法和数值计算法）是十分困难的。
然而，对于静电场来说，要直接进行探测也是比较困难的。
其一是，静电场中无电流，一般的磁电式仪表不起作用，只能用静电式仪表进行测量，而静电式仪表不仅结构复杂，而且灵敏度也较低；其二是，仪表本身是由导体或电介质制成的，静电探测的电极一般很大，一旦放入静电场中，将会引起原静电场的显著改变。
由于在一定条件下电介质中的稳恒电流场与静电场服从相同的数学规律，因此可用稳恒电流场来模拟静电场进行测量。
这种实验方法称为模拟法。
对电子管、示波管、电子显微镜等许多复杂电极的静电场分布都可用这种方法进行研究，这是电子光学中最重要的一种研究手段。
本实验通过测绘简单电极间的电场分布学习模拟法的运用。
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来模拟另一种不易实现、不便测量的物理状态或过程。
其条件是两种状态或过程有两组一一对应的物理量，并且满足相同形式的数学规律。
理论分析知，除静电场外，传热学中的热流向量场和理想流体的速度场都可用电流场来模拟。
此外，模拟法还常常用于大量缩小和小量放大等情况。
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，使被测电场产生显著的畸变。
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。
静电场的描绘
实验十DC-A型导电微晶静电场测试仪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和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；而且除静电式仪表之外的一般磁电式仪表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”间接测绘静电场的分布。
、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DC - A型描绘仪（包括导电微晶、双层固定支架、同步探针等），如图1所示，支架采用双层式结构，上层放记录纸，下层放导电微晶。
电极已直接制作在导电微晶上，并将电极引线接出到外接线柱上，电极间制作有电导率远小于电极且各向均匀的导电介质。
接通直流电源就可进行实验。
在导电微晶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。
由导电微晶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。
移动同步探针在导电微晶上找出若干电位相同的点，由此即可描绘出等位线。
图-1 DC —A型描绘仪DC-A型导电微晶静电场主要性能及参数1、银电极，烧结在导电微晶上，导电性能好。
2、导电微晶表面电导率分布较均匀。
3、供电电源为直流稳压电源，输出电压稳定，可调。
并具有过载自动保护能力。
由数显表直接显示输出电压值，范围 1.2-10V。
4、测量端是一高阻抗的数显电压表，分辨率为10mV。
三、实验原理模拟法在科学实验中有着极其广泛的应用，其本质是用一种易于实现、便于测量的物理状态或过程的研究去代替另一种不易实现、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待静电场分布完全一样的电流场，用容易直接测量的电流场去模拟静电场。
实验1 静电场描绘实验
实验二静电场描绘实验一、实验目的1．了解模拟法描绘静电场的理论依据。
2．学会用模拟法研究静电场，在方格纸上描绘静电场分布的方法。
3．描绘几种静电场的等位线，根据等位线画出电力线。
4．加深对静电场、稳恒电流场的了解。
二、实验设备1．静电场描绘实验模块;2．有机玻璃描绘装置;3．直流电压表、直流稳压源三、实验原理1．模拟法描绘静电场的理论依据带电体在其周围空间所产生的电场，可用电场强度E 和电位U 的空间分布来描述。
为了形象的表示电场的分布情况，常采用等位面和电力线来描述电场。
电力线是按空间各点电场强度的方向顺次连成的曲线，等位面是电场中电位相等的各点所构成的曲面。
电力线和等位面相互正交，有了等位面的图形就可以画出电力线，反之亦然。
我们所说的测量静电场，指的是测绘出静电场中等位面和电力线的分布图形，它是了解电场中一些物理现象或控制带电粒子在电磁场中运动所必须解决的问题，对科研和生产都是十分有用的。
静电场的测量一般采用间接测量的方法，即模拟法。
模拟法是科学研究和工程技术中广泛使用的一种方法。
在自然现象和科学、工程技术问题的研究中，常常会由于研究对象过于庞大、过程变化过快或过慢，环境过于危险等原因而难以直接研究和实地测量，因此需要在实验室里制造一个与研究对象相似的模型，使现象和过程得以重现、延缓或加速，以便进行研究和测量。
模拟法又可分为物理模拟和数学模拟两大类。
如果人为制造的模型与实际研究对象有着相同的物理本质即为物理模拟。
如用“风洞”模拟飞机和火箭在大气中的飞行，用振动台模拟地震对建筑物的影响，用光测弹性法模拟工程构件内的应力分布等。
如果两种不同本质的物理现象或过程遵循相同的数学规律，则可以用其中一种便于研究和测量的现象或过程来模拟另一现象或过程，这就是数学模拟。
用模拟法描绘静电场的方法之一是用电流场代替静电场。
本实验仪采用稳恒电流场模拟描绘静电场。
由电磁学理论可知电解质（或水液）中稳恒电流场与电介质（或真空）中静电场具有相似性。
大学物理实验静电场描绘实验
大学物理实验静电场描绘实验篇一：大学物理实验静电场的描绘静电场的描绘【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。
静电场的描绘
静电场的描绘·【实验目的】1、圆柱形电容器中等势线分布的模拟测绘。
2、两根无限长平行直导线周围等势线分布的模拟测绘。
3、测量内电极直径，安置模拟模型。
·【实验仪器及设备】EQC—3型静电场描迹仪、导电纸、静电场电源、复写纸、自备坐标纸两张(1 6开)等。
·【实验原理】一般情况下，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（或起探测头）放入静电场，总要被测场原有分布状态发生畸形。
所以，人们常用“模拟法”间接测绘静电场的分布。
模拟法是用一种易于实现、便于测量的物理状态或过程的研究去代替另一种不易实现、不便测量的状态或过程的研究。
电场强度E是一个矢量。
因此，先确定电位情况。
我们可以先测得等位面，再根据电力线与等位面处处正交的特点，作出电力线，则整个电场的分布就可以用几何图形清楚地表示出来。
有了电位U值的分布，由E=-▽U便可求出E的大小和方向。
整个电场就确定了。
如果两种场遵守的物理规律形式上相似,就可以用便于测量的场代替不易测量的场。
这种实验方法叫做模拟法.用稳恒电流场模拟静电场是研究静电场的一种最简便的方法.静电场和恒流场都遵守拉普拉斯方程.例如这两种场都可以引入电位U,都遵守高斯定理.如果恒流场的电极与静电场中的带电导体形状、位置及电位都相同,这两种场在空间的分布就完全相同.二共轴无限长均匀带电圆柱体间的静电场：带电体激发的电场，分布在三维空间，但无限长均匀带电柱体的电场分布往往具有柱对称性，其电力线总是在垂直于带电柱体表面的平面内。
因此模拟用的电流场只须在一个平面内，即导电质只要充满这一平面就行了。
下面给出这种电场的理论计算公式，以便将实验结果和理论值进行比较。
如图3-1-1所示,电源电压为U 0,小圆半径为a ，电位为U a ，大圆半径为b ，电位为U b ，在电场中距轴心为r 处的电位为U r ，则U r =U a -⎰∙ra dr E （3-1-1） 根据高斯定理，无限长圆柱的场强为 E=rk (当a<r<b 时), (3-1-2) 式中K 由圆柱的线电荷密度决定。
《静电场电场强度和电场线》电场线绘制
《静电场电场强度和电场线》电场线绘制静电场电场强度和电场线——电场线绘制在物理学的世界中，静电场是一个十分重要的概念。
而电场强度和电场线则是描述静电场特性的两个关键要素。
今天，咱们就来好好聊聊电场线的绘制。
要理解电场线的绘制，首先得清楚什么是静电场。
简单来说，静电场就是由静止电荷所产生的一种特殊的物质形态。
它虽然看不见摸不着，但却能对处在其中的电荷施加力的作用。
那电场强度又是什么呢？电场强度是用来描述电场力的性质的物理量。
它的定义是：放入电场中某点的电荷所受到的电场力 F 跟它的电荷量q 的比值，叫做该点的电场强度，记作E。
电场强度是一个矢量，既有大小又有方向。
其大小等于单位电荷在该点所受到的电场力，方向则是正电荷在该点所受电场力的方向。
接下来，咱们重点讲讲电场线。
电场线是为了形象地描述电场而引入的一种假想的曲线。
电场线上每一点的切线方向都跟该点的电场强度方向一致。
而且，电场线的疏密程度还能反映电场强度的大小。
电场线越密的地方，电场强度越大；电场线越疏的地方，电场强度越小。
那怎么绘制电场线呢？这可是有一定的规则和方法的。
首先，对于单个点电荷产生的电场，正点电荷的电场线是从正电荷出发，向外辐射状延伸；负点电荷的电场线则是终止于负电荷，呈向内聚拢的形状。
对于两个等量同种电荷的电场，电场线从正电荷出发，终止于无穷远处或者负电荷。
如果是等量异种电荷，电场线从正电荷出发，终止于负电荷。
在绘制电场线时，要注意以下几点：1、电场线不能相交。
因为如果电场线相交，那么在交点处，电荷所受的电场力就会有两个方向，这显然是不符合实际情况的。
2、电场线是不闭合的曲线。
静电场是有源场，电荷是电场的源，所以电场线起始于正电荷或无穷远，终止于负电荷或无穷远。
3、电场线要尽可能地平滑，不能出现尖锐的拐角。
为了更直观地感受电场线的绘制，咱们来举几个例子。
比如说，一个带正电的点电荷，我们以这个点电荷为中心，向外画出一些射线，这些射线就是电场线。
静电场场图绘图基本法则
•
安全在于心细，事故出在麻痹。20.10. 2120.1 0.2110:09:3210 :09:32 October 21, 2020
•
踏实肯干，努力奋斗。2020年10月21 日上午1 0时9分 20.10.2 120.10. 21
•
追求至善凭技术开拓市场，凭管理增 创效益 ，凭服 务树立 形象。2 020年1 0月21 日星期 三上午1 0时9分 32秒10 :09:322 0.10.21
•
树立质量法制观念、提高全员质量意 识。20. 10.2120 .10.21 Wednes day , October 21, 2020
•
人生得意须尽欢，莫使金樽空对月。1 0:09:32 10:09:3 210:09 10/21/2 020 10:09:32 AM
•
安全象只弓，不拉它就松，要想保安 全，常 把弓弦 绷。20. 10.2110 :09:321 0:09Oc t-2021- Oct-20
•
踏实肯干，努力奋斗。2020年10月21 日上午1 0时9分 20.10.2 120.10. 21
•
追求至善凭技术开拓市场，凭管理增 创效益 ，凭服 务树立 形象。2 020年1 0月21 日星期 三上午1 0时9分 32秒10 :09:322 0.10.21
•
严格把控质量关，让生产更加有保障 。2020 年10月 上午10 时9分20 .10.211 0:09Oc tober 21, 2020
•
相信相信得力量。20.10.212020年10月 21日星 期三10 时9分3 2秒20. 10.21
谢谢大家！
•
树立质量法制观念、提高全员质量意 识。20. 10.2120 .10.21 Wednes day , October 21, 2020
等电位线与电力线图的绘制
問題:
1.此電場形式和圖案三有何差別?
2.沿著導電紙周邊的大電極如何 扭曲(distort)電場?
圖案五: 直線和圓形電極(Line and Circular Source)
先只塗繪直線和點a 作為電極， 並描繪其等電位線。然後加入圓 形電極b，再繪製等電位線。最後 加入圓形電極c，再繪製等電位線。 問題: 圓形電極的直徑增大對等電位線 的間距有何影響?
板、軟木墊或保麗龍板上 C. 用圖釘連接電池(或電源供應器)的導線至兩電極上，如圖所示。 D. 用電錶檢測是否接觸良好:
電錶的一探測端接觸電極上靠 近圖釘的點，另一探測端接觸同一 個電極上的其他點(所謂同一電極 是指銀漆線有相連的圖案)。若接 觸良好的話，則同一電極上任意兩 點間最大的電位差不會超過外接電 源(9V 直流電池)所供應電位差的 1%
•
树立质量法制观念、提高全员质量意 识。20. 10.2120 .10.21 Wednes day , October 21, 2020
•
人生得意须尽欢，莫使金樽空对月。0 9:31:34 09:31:3 409:31 10/21/2 020 9:31:34 AM
•
安全象只弓，不拉它就松，要想保安 全，常 把弓弦 绷。20. 10.2109 :31:340 9:31Oc t-2021- Oct-20
•
牢记安全之责，善谋安全之策，力务 安全之 实。202 0年10 月21日 星期三9 时31分 34秒W ednesd ay , October 21, 2020
•
相信相信得力量。20.10.212020年10月 21日星 期三9 时31分3 4秒20. 10.21
谢谢大家！
等電位線與電力線圖的繪製
2005/10/08
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
实验一静电场电力线与等位线绘制一、实验目的1、掌握电场中电场线的测量方法；2、掌握电场中等位线的描绘方法。
二、实验设备1. DZ-2型电场描绘仪器1台2. 双层探针1个3. 两点电荷水槽电极1个4. 同轴柱面水槽电极 1块5. 聚焦电场水槽电极 1块三、实验原理在一些电子器件和设备中，有时需知道其中的电场分布，一般都通过实验的方法来确定。
直接测量电场有很大的困难，所以实验时常采用一种物理实验的方法－模拟法，即仿造一个电场 ( 模拟场 ) 与原电场完全一样。
当用探针去测模拟场时，也不受干扰，因此可间接地测出被模拟的电场中各点的电位，连接各等电位点作出等位线。
根据电力线与等位线的垂直关系，描绘出电力线，即可形象地了解电场情况，加深电场强度、电位和电位差概念的理解。
1．两点电荷的电场分布由图1.1所示，两点电荷A、B各带等量异号电荷，其上分别为+V和-V，由于对称性，等电位面也是对称分布的，电场分布图见图1。
图1.1 两点电荷的电场分布图1.2 同轴柱面的电场分布做实验时，是以导电率很好的自来水，填充在水槽电极的两极之间。
若在两电极上加一定的电压，可以测出自来水中两点电荷的电场分布。
与长平行导线的电场分布相同。
2． 同轴柱面的电场分布由图1.2所示，因环B 的中心放一点电荷A ，分别加+V 和-V ，由于对称性，等位面都是同心圆，电场分布的图形见图1.2。
如图 1.2 所示，设小圆的电位为Va 半径为a ，大圆的电位为Vb ，半径为b ，则电场中距离轴心为r 处的电位Vr 可表示为：⎰⋅-=raa r dr E V V （1）又根据高斯定理，则圆柱内r 点的场强E=K/r （当a < r < b 时） （2）式中K 由圆柱的线电荷密度决定。
将（2）式代入（1）式arK V dr r K V V a raa r ln -=-=⎰（3） 在r=b 处应有：)/ln(a b K V V a b ⋅-= 所以ab V V K ba /ln -=（4）如果取0V V a =，0=b V ，将（4）式代入（3）式，得到：ab rb V V r /ln /ln 0= （5）为了计算方便，上式也可写作：_Bab rb V V r /log /log 0（6）3． 聚焦电极的电场分布示波管的聚焦电场是由第一聚焦电极A2和第二加速电极A2组成，A2的电位比A1的电位高。
电子经过此电场时，由于受到电场力的作用，使电子聚焦和加速。
做模拟实验时，将图1.3所示的两级电极固定在水槽内，并在两电极上加适当的电压，便能得到图1.3所示的电场分布。
图1.3 聚焦电极的电场分布当电极接上交流电上，产生交流电场中的瞬时值是随时间变化的，但交流电压的有效值与直流电压是等效的。
所以在交流电场中用交流毫伏表测量有效值的等位线与在直流电场中测量同值的等位线，其效果和位置完全相同。
四、 实验电路图按照图1.4连成分压电路，E 可取AC-12静电场描绘电源或其它交流电源，经R 滑线变阻器分压为实验所需要的两电荷之间的电压值。
V 表可用交流毫伏表（晶体管毫伏表），真空管繁用表或MF30万用表的10V 挡，分别测给各电极的电场中的等电位点。
五、 实验步骤1. 两点电荷的电场分布使用DZ-2型静电场描绘仪的两点电荷水槽电极，参考图1.4实验电路图连线，晶体管毫伏表10V 量程，及探针联合使用，调节分压器使工作电压为~10V ，然后分别测出其等位点。
2. 同轴柱面的电场分布更换DZ-2型电场描绘仪的同轴柱丽水槽电极，参考图1.4进行实验，既可定性描绘，也可定量计算。
3. 聚焦电极的电场分布更换聚焦电场的水槽电极进行实验，可了解静电透镜的聚焦作用，加深对阴级射线示波管的理解。
图1.4 实验电路六、仪器特点1. 采用双层式结构，便于记录各组的等电位点。
2. 用自来水作为导电解质，自来水可多次实验，节省实验经费。
3. 仪器直观性强、调整和更换电极方便。
4.，探针经过特殊加工实验效果较佳。
5. 自来水的导电率各向均匀，数据重复性好，电场分布图形规范七、注意事项1. 水槽由有机玻璃制成，使用时注意不要摔裂。
2. 电极与铜导线保持良好接触，实验完后，将水槽中的自来水倒净空干。
实验二静磁场磁感应强度线绘制一、实验目的1、掌握静磁场磁感应强度的测量方法和原理；2、掌握磁感应强度线的绘制。
二、实验设备HLZ-5螺线管磁场测试仪。
装置结构如下：图2.21、螺线管2、霍尔元件3、垂直移动尺4、水平移动尺5、励磁电流换向开关6、霍尔电压换向开关7、工作电流换向开关三、实验原理1. 霍尔效应把半导体薄片放在磁场中 , 并使薄片平面垂直于磁场方向 , 如图 2.1(a), 若在纵向4、3通以电流I , 那么在横向 2 、 1 两端间出现电位差 , 这种现象叫做 " 霍尔效应 " 。
出现的电位差叫做霍尔电压 V H。
（a ）中载流子为正（b ）中载流子为负图2.1载流子的类型由这种霍尔电压的极性来判断。
如果 1 端面的电位比 2 端面的电位高 , 则载流子为空穴 , 相当于带正电的粒子 , 如图 2.1(a)； 如果 1 端面的电位比 2 端面的电 位低 , 则载流子为电子 , 带负电 , 如图2.1(b) 。
实验证明 , 在金属中的载流子为电子。
霍尔电位差的出现是由于电流 I 沿 4 、 3 方向通过薄片时 , 薄片内定向移动的载流子要受到洛仑磁力岛的作用而偏转。
B eV f d B ⨯= (1)式中 e 、 V d 分别是载流子的电量和移动速度 ,B 是磁感应强度。
载流子偏转的结果使电荷在横向的 l 、2 两端面积累而形成静电场 E, 这个电场作用在电荷上的电场力为f E 。
Ee f E = (2)其方向与马相反。
开始时 , f E 比 f B 小 , 电荷继续在 1 、 2 两端面上积累。
随着积累的电荷不断增多 ,也不断增大 , 最后达到一个稳定状态。
即E B f f = (3)实验证明 , 霍尔电压与磁感应强度及工作电流成正比 , 即B I K V H H ⋅⋅= (4)上式中 KH 称霍尔元件的灵敏度 , 它的大小与薄片材料的性质以及薄片的尺寸有关。
对一定的半导体 K H 是一常数 , 可用实验方法测定。
它表示霍尔元件在单位磁感应强度和单位工作电流时霍尔电压的大小 , 其单位是：mV/(mA · T) 或 V/(A · T) 。
实验所用的半导体霍尔元件长 4.0mm, 宽 2.0mm, 厚 0.2mm 。
在长边两端 3 、 4 的 引线为工作电流引线 ( 用红色标记 ): 短边两端 l 、 2 的引线为霍尔电压引线 ( 用绿色标记 ) 。
现将霍尔元件封装在有机玻璃管内 , 并粘装在镀络的铜管的一端 , 做成一个测量磁场的探头。
2. 霍尔电压上式是在作了一些假定的理想情况下得到的霍尔电压 , 实际上测得的并不仅仅是 VH, 还包括其它因素引起的附加电压 , 因而计算出的磁感应强度有误差。
引起误差的附 加电压包报以下两种：(1) 不等位电压 ：由于霍尔元件材料本身的不均匀或 1 、 2 两面的焊接点不在同一等位面上 , 在有工作电流时 , 无磁场的情况下 ,1 、 2 两面之间也有电位差 V0 存在。
V0称为不等位电压 , 其正负与工作电流 I 的方向有关。
(2) 能斯脱效应、厄廷豪森效应、里纪勒社克效应等 , 由于霍尔元件的电极接触电阻不同 , 就会产生不同的焦耳热而产生的电位差等。
综合以上情况 , 为了消除这些附加电压 , 采取以下措施：通过改变工作电流及励磁电流 ( 磁场 ) 方向 , 组成四种状态测出四个电压值：V 1，V 2 ，V 3 ，V 4 ，取其绝对值后 , 用下式V H = 1/4(V 1+V 2 +V 3 +V 4)来求出霍尔电压。
3. 螺线管内外的磁感应强度 B a. 理论值计算公式螺线管是用一根长导线绕成密集排列的螺线圈组成的。
对于密绕的螺线管来说 , 可 近似地看成一系列圆线圈排列起来的。
螺线管的长度比螺线管线圈的直径大得多。
其半径为 R, 长度为 L, 单位长度的线圈匝数为 n, 并取螺线管的轴线为X 轴。
(1) 螺线管内部的磁感应强度 B, 其轴线上的中心区域是一个均匀磁场 ,00B nI μ=∞ (5)式中μ0 为真空磁导率等于 4π X10-7韦伯 / 安培·米；I 0 为螺线管线圈的励磁电流 ,单位为安培。
当螺线管平均直径 D 不远小于长度 L 时 , 则中部的 B 0 值为()∞⋅+=B D L L 220/B (6)(2) 螺线管两端口的磁感应强度 B 为中部磁感应强度的一半。
(3) 螺线管外部的磁感应强度 B 在理论上为零 : 实际上在螺线管管外部 B 很弱 , 当趋于中央部分时 , 磁感应强度 B 很快趋近于零。
b. 测量磁感应强度 B确定霍尔片在螺线管内轴线上某位置 , 测出 V H 值 , 可通过下式计算出该点的 B 值)/(B H I K V H (7)当霍尔元件的灵敏度 KH 一经确定 , 就可利用(7) 式计算出磁感应强度大小 , 式中 VH 用 UJ31 型电位差计或高阻抗的数字 mv 表测得 , 工作电流I 用 20mA 的直流毫安表测得。
用WYH-3 盲流稳压电源提供三路电源。
四、实验内容1. 判断半导体载流子的类型根据图2.1进行判断 , 由通电螺线管的电流流向确定磁场 B 的方向 , 再根据工作电流由 4 到 3 或 3 到 4 的方向 , 及电位差计或数字mv 表确定霍尔电压在 l 或 2 的正负 , 即 可判断出半导体霍尔元件的载流子类型。
2. 测定螺线管内部的磁感应强度调节工作电流I=10.0mA, 励磁电流=1.00A, 调节水平移动尺 , 再按顺序将I 、B 换向 , 使霍尔元件在螺线管内部的确定位置测出，V 2 ，V 3 ，V 4，求出V H , 算出对应的 B 值。
计算出管口及管内轴线上各点的磁感应强度。
例：填表然后画出螺线管内部磁感应强度分布曲线 , 并与理论计算比较。
3. 将霍尔元件调出螺线管 , 再调节垂直移动尺 , 使霍尔元件移动到螺线管外部的上方 , 相应调节水平移动尺 , 测出各点的磁感应强度。
4. 研究霍尔元件的工作电流和霍尔电压的关系。
五、技术参数适用电源直流 30V 、 lk6V 、 05A螺线管长度 L 280 土 l mm螺线管内径 d 14.00mm螺线管外径 D≈36mm D=25mm螺线管匝数 N 2770 士 30匝(2800匝)螺线管内阻 4.6 ± 0.lΩ霍尔元件尺寸4×2×0.2mm3工作电流 I <15.00mA霍尔灵敏度>10V/(A·T)励磁电流 1.00 A螺线管内部中心区磁感应强度12.1士0.1 mT螺线管外部磁感应强度分布趋势0.20 → 0.01 → 0 mT螺线管内部均匀磁场区>130.0mm六、注意事项1. 霍尔元件是易损元件 , 必须注意霍尔元件迸出螺线管时发生碰撞而损坏。