模拟法测静电场示范实验报告

合集下载

模拟电场手工实验报告(3篇)

第1篇一、实验目的1. 理解电场的基本概念，包括电场强度、电势和电力线等。

2. 掌握用模拟法描绘和研究静电场的方法。

3. 通过实验加深对电场强度和电势等基本概念的理解。

二、实验原理静电场是由电荷分布决定的。

在给定区域内的电荷分布、介质分布及边界条件确定后，可根据库仑定律和边界条件来求得电场分布。

然而，大多数情况下，解析解难以求得，因此需要通过数字解法或实验方法来测出电场分布。

在实验中，我们采用模拟法来描绘和研究静电场。

模拟法的基本思想是：通过构造一个模拟场（称为模拟场），使其分布与静电场的分布完全一样，当用探针去探测电势分布时，不会使电场分布发生畸变，从而实现静电场的模拟。

三、实验仪器1. 导电液体式电场描绘仪2. 同轴电极3. 平行板电极4. 白纸（自备）5. 电势计6. 电源7. 电阻8. 导线9. 毫米刻度尺四、实验步骤1. 准备实验装置：将同轴电极和平行板电极固定在导电液体式电场描绘仪上，连接电源、电阻和导线。

2. 开启电源，调整电压，使电场强度适中。

3. 在白纸上标出电极的位置，并用毫米刻度尺测量电极间距。

4. 在导电液体中放入电势计，调整电势计的位置，使电势计的读数与电极上的电势相等。

5. 在白纸上用铅笔画出电势计所在位置，记录电势计的读数。

6. 重复步骤4和5，在白纸上画出多个电势计的位置和读数。

7. 根据电势计的读数，在白纸上用虚线画出等势线。

8. 根据等势线的分布，用实线画出电力线。

9. 分析电场强度和电势的分布规律，并与理论值进行比较。

五、实验结果与分析1. 实验结果：通过实验，我们得到了同轴电极和平行板电极之间的静电场分布图。

从图中可以看出，电场强度在电极附近较大，随着距离的增加逐渐减小。

电势在电极附近较大，随着距离的增加逐渐减小。

2. 分析：根据实验结果，我们可以得出以下结论：（1）在静电场中，电场强度和电势都随着距离的增加而减小。

（2）在电极附近，电场强度和电势较大，随着距离的增加逐渐减小。

模拟法测静电场示范实验报告

模拟法测静电场示范实验报告————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：实验七:模拟法测静电场示范实验报告【实验目的】1．理解模拟实验法的适用条件。

2．对于给定的电极，能用模拟法求出其电场分布。

3．加深对电场强度和电势概念的理解。

【实验仪器】YJ-MJ-Ⅲ型激光描点模拟静电场描绘仪、白纸、夹子【实验原理】直接测量静电场，是非常困难的，因为：① 静电场是没有电流的，测量静电场中各点的电势需要静电式仪表。

而教学实验室只有磁电式仪表。

任何磁电式电表都需要有电流通过才能偏转，所以想利用磁电式电压表直接测定静电场中各点的电势，是不可能的。

② 任何磁电式电表的内阻都远小于空气或真空的电阻，若在静电场中引入电表，势必使电场发生严重畸变；同时，电表或其它探测器置于电场中，要引起静电感应，会使场源电荷的分布发生变化。

人们在实践中发现：两个物理量之间，只要具有相同的物理模型或相同的数学表达式，就可以用一个物理量去定量或定性地去模拟另一个物理量，这种测量方法称为模拟法。

本实验用稳恒电流场模拟静电场进行测量。

从电磁学理论知道，稳恒电流场与静电场满足相同的场方程： 0E dl •=⎰ （静电场的环路定理）， 0E dS •=⎰⎰（闭合面内无电荷时静电场的高斯定理）； 0j dl •=⎰（由⎰=•0l d E，得⎰=•0l d E σ，又E j σ=，故⎰=•0l d j ），0j ds •=⎰⎰（电流场的稳恒条件）；如果二者有相同的边界条件，则场分布必定相同，故可用稳恒电流场模拟静电场。

1．长直同轴圆柱面电极间的电场分布在真空中有一个半径为r 0的长圆柱导体A 和一个内半径为R0的长圆筒导体B ，其中心轴重合且均匀带电，设A 、B 各带等量异种电荷，沿轴线每单位长度上内外柱面各带电荷σ+和σ-(即电荷线密度)，它们在A 、B 之间形成静电场。

模拟法测绘静电场实验报告

模拟法测绘静电场实验报告实验目的：通过模拟法测绘静电场，在实验中掌握静电学原理。

实验仪器：静电场模拟仪、导电笔、示波器等。

实验原理：静电场是指由电荷引起的空间中的电场。

通过模拟法可以在模拟器上模拟出各种不同的电荷分布情况，并通过导电笔和示波器测量出静电场强度分布情况。

实验步骤：1. 按照实验指导书要求连接仪器，并打开静电场模拟仪。

2. 将导电笔插入示波器的X轴通道，将静电场模拟仪输出端口接到Y轴通道上。

3. 在静电场模拟仪上设置电荷分布情况，如单个点电荷、线电荷、平面电荷等，同时观察导电笔示波器上显示的曲线。

4. 更改模拟器上的电荷分布情况，连续多次测量并记录静电场强度分布情况。

5. 汇总所有数据并进行分析，得出实验结果。

实验结果和分析：通过对静电场的模拟实验，得出不同电荷分布情况下静电场强度分布的变化规律。

在线电荷以及平面电荷的情况下，静电场强度的变化呈现出明显的对称性。

单点电荷情况下，静电场呈现出单极性，并且与距离的平方成反比关系。

在实现掌握静电学原理的同时，也通过实验得出了一些静电场强度的变化规律，为今后的科技研究提供了理论基础。

实验结论：通过模拟法测绘静电场实验，掌握了静电学原理，并且了解了电荷分布情况对静电场强度的影响。

同时，也得出了静电场强度的变化规律，为今后的科技研究提供了理论基础。

参考文献：[1] 唐诗怀. 静电场模拟仪实验研究[J]. 现代电子技术, 2015(1): 83-85.[2] 王志勇. 变电工程中静电场的模拟研究[J]. 电力学报, 2014, 29(10): 2386-2392.。

用模拟法测绘静电场

用模拟法测绘静电场实验报告【一】实验目的及实验仪器实验目的 1.学习用模拟法测绘静电场的分布。

2.加深对电场强度和电位概念的理解.【二】实验仪器静电场测绘仪,电源，模拟电极.万用表,毫来方格纸及导线等。

实验原理及过程简述实验原理：由电磁场理论知道，稳恒电流的电场和相应的静电场空间形式一致的。

只要电极形状一定，电极电位不变,空间介质均匀，在任何一个考察点,均有U稳恒= U静电，或E稳恒= E静电。

例如圆柱导体A和圆柱壳导体B同心放置,分别带等值异号电荷。

A和B间为真空。

由高斯定律可知,其电力线沿径向由A向B辐射分布,其等位面为簇同轴圆柱面。

因此，只要研究任一垂直横截面P上的电场分布即可。

若A和B间不是真空，而是充满一种不良导体(其电阻率为p),且A和B分别与电的正极和负极相连。

A、B间形成径向电流，建立了个稳恒电流场。

同样地,我们可取厚度为δ的同轴圆柱片来研究。

半径为r到r+dr之间的圆柱片的径向电阻为:dR=(ρ/2πδ) *(dr/r)由半径r到b之间的圆柱片电阻为:R rb=(ρ/2πδ)ln(b/r)由半径a到b之间的圆柱片电阻为:R ab=(ρ/2πδ)ln(b/a)若设U,=0，则径向电流为:I=U a/R ab=2πδU a/ρln(b/a)距中心r处的电位为:U’r=IR rb=U a ln易见，稳但电流的电场E与静电场E的分市也是相同的，因为E’=-dU’r/dr=-dU r/dr=E由于稳恒电流的电场和静电场具有这种等效性，因此，微测绘静电场的分布，只要测绘相应的稳恒电流的电场就行了。

实际模拟时，由于电极周围的电场是空间分布的，等位面是一艘互不相交的曲面，为简单起见，在此仅研究横向剖面上的平面电场分布。

由推理上可知等位线半径r的表达式r=b/()ur/uar=a n b1-n (n=U r/U b)过程简述：1. 测绘平行输电线(模拟等值异号点电荷)的等位线簇。

取U=2，4，6，8，10共5组，每组的点数可按先定性后定量的测量技术根据曲线的曲率来确定，曲率大的地要多些。

用模拟法测绘静电场实验报告

⽤模拟法测绘静电场实验报告⽤模拟法测绘静电场实验报告【⼀】实验⽬的及实验仪器实验⽬的: 1.学习⽤模拟法测绘静电场的分布;2.加深对电场强度及电位概念的理解。

实验仪器:电源、毫⽶⽅格纸、导线、静电场测绘仪、万⽤表【⼆】实验原理及过程简述⼀.实验原理:1.模拟的依据:由电磁理论知道，稳恒电流的电场和相应的静电场空间形式是⼀致的。

只要电极形状⼀定，空间介质均匀，在任何⼀个考察点均有U稳恒＝U静电，或E稳恒＝E静电。

稳恒电流场与静电场的分布也是相同的，因此欲测绘静电场的分布，只要测绘相应的稳恒电流的电场。

2.电压表法:以平⾏输电线的电极A、B模拟等值异号电荷，测绘电场分布情况。

将电报A、B与导电勿紧密接触，接通电源E，则在导电纸上形成平⾯电流场，电流由A向B辐向传导，导电物质上任⼀点具有确定的电位U c，可由电压表指⽰，将具有相同U c的点相连即为等位线。

3.检流记法:检流计追G跨接在C、D两端，D点的电位由分压器预先测量，当U c＝U时，电流计中⽆电流通过，指针不偏转，移动测笔C，找到这些使G不偏转的点，然后连接起来，即为U D的等位线。

4.⽅法依据:场强E在数值上等于电位梯度，⽅向指向电位降落的⽅向。

⼆.过程简述:1.记录电极尺⼨a和b。

接通电路，将开关拨到"校准"，得出U a。

2.将开关拨到"读数"，固定毫⽶⽅格纸，测绘平⾏输电线(模拟等值异号点电荷)的等位线簇。

取U r＝2，4，6，8，10v共五组，每组穿⼤约10个点数，取下⽅格纸，连接电位相等的点得等位线，根据电场线与等位线垂直，作出电场线。

3.固定另⼀张毫⽶⽅格纸，测绘同轴电缆(模拟同轴圆柱带电体)的等位线簇。

取U r＝2，4，6，8，10v共五组，每组穿⼤约10个点数，取下⽅格纸，连接电位相等的点得等位线，根据电场线与等位线垂直，作出电场线，量取五个等位线圈的等位半径R P。

根据公式计算相应理论电位半径R T＝b/[b/a∧(U r/U a)]，并计算绝对误差和⽬标误差E(%)＝(R T－R P)/R T×100%。

模拟法测绘静电场实验示范报告

模拟法测绘静电场实验示范报告一、实验目的本实验旨在通过模拟法测绘静电场，深入理解静电场的特性，掌握电场强度、电势等参数的测量方法，培养实验操作能力和数据分析能力。

二、实验原理静电场是静止电荷产生的电场。

在静电场中，电场强度E和电势Φ是描述电场特性的两个重要物理量。

电场强度E是矢量，其方向与正电荷所受电场力方向相同，单位为V/m或N/C。

电势Φ是标量，表示单位正电荷在静电场中某点所具有的能量，单位为V。

本实验采用模拟法测绘静电场，即将电荷分布等效为已知电势的点源，通过测量各点的电势值，绘制出等效电荷分布图。

同时，利用Matlab等软件进行数据处理和图形绘制。

三、实验步骤1.准备实验器材：导电介质（如金属球、石墨等）、绝缘介质（如云母、玻璃等）、电极、电源、万用表、导线等。

2.搭建实验装置：将导电介质和绝缘介质按照要求放置在实验台上，连接电源和电极，确保电路畅通。

3.测量电势值：将万用表连接到电极上，测量各点的电势值并记录下来。

重复测量多次，取平均值。

4.数据处理：利用Matlab等软件将测量数据绘制成电势分布图和等效电荷分布图。

5.误差分析：根据实验数据和理论值进行比较，分析误差产生的原因。

6.撰写实验报告：整理实验数据，分析结果，得出结论，撰写实验报告。

四、实验结果及分析1.电势分布图（图1）（请在此处插入电势分布图）根据实验数据绘制的电势分布图可以看出，导电介质表面电势较高，而绝缘介质表面电势较低。

这是因为在静电场中，导电介质能够导通电流，使得电荷容易移动并累积在表面；而绝缘介质内部自由电子较少，表面电荷不易移动，因此表面电势较低。

2.等效电荷分布图（图2）（请在此处插入等效电荷分布图）根据实验数据绘制的等效电荷分布图可以看出，导电介质表面有较多的正电荷分布，而绝缘介质表面有较少的正电荷分布。

这是因为在静电场中，正电荷在导电介质表面容易累积，形成类似“正电荷云”的分布；而在绝缘介质表面，正电荷不易移动和累积，因此分布较少。

用模拟法测绘静电场实验报告

用模拟法测绘静电场实验报告【一】实验目的及实验仪器实验目的: 1.学习用模拟法测绘静电场的分布;2.加深对电场强度及电位概念的理解。

实验仪器:电源、毫米方格纸、导线、静电场测绘仪、万用表【二】实验原理及过程简述一.实验原理:1.模拟的依据:由电磁理论知道，稳恒电流的电场和相应的静电场空间形式是一致的。

只要电极形状一定，空间介质均匀，在任何一个考察点均有U稳恒＝U静电，或E稳恒＝E静电。

稳恒电流场与静电场的分布也是相同的，因此欲测绘静电场的分布，只要测绘相应的稳恒电流的电场。

2.电压表法:以平行输电线的电极A、B模拟等值异号电荷，测绘电场分布情况。

将电报A、B与导电勿紧密接触，接通电源E，则在导电纸上形成平面电流场，电流由A向B辐向传导，导电物质上任一点具有确定的电位U c，可由电压表指示，将具有相同U c的点相连即为等位线。

3.检流记法:检流计追G跨接在C、D两端，D点的电位由分压器预先测量，当U c＝U时，电流计中无电流通过，指针不偏转，移动测笔C，找到这些使G不偏转的点，然后连接起来，即为U D的等位线。

4.方法依据:场强E在数值上等于电位梯度，方向指向电位降落的方向。

二.过程简述:1.记录电极尺寸a和b。

接通电路，将开关拨到"校准"，得出U a。

2.将开关拨到"读数"，固定毫米方格纸，测绘平行输电线(模拟等值异号点电荷)的等位线簇。

取U r＝2，4，6，8，10v共五组，每组穿大约10个点数，取下方格纸，连接电位相等的点得等位线，根据电场线与等位线垂直，作出电场线。

3.固定另一张毫米方格纸，测绘同轴电缆(模拟同轴圆柱带电体)的等位线簇。

取U r＝2，4，6，8，10v共五组，每组穿大约10个点数，取下方格纸，连接电位相等的点得等位线，根据电场线与等位线垂直，作出电场线，量取五个等位线圈的等位半径R P。

根据公式计算相应理论电位半径R T＝b/[b/a∧(U r/U a)]，并计算绝对误差和目标误差E(%)＝(R T－R P)/R T×100%。

大学物理实验报告-319-模拟法测绘静电场-样例-V1

大学物理实验报告-319-模拟法测绘静电场-样例-V1模拟法测绘静电场
【实验目的】
1. 了解如何应用模拟法对于静电场的分布进行测绘。

2. 掌握根据电力计的测量结果来评价极化体的特性，并且绘制电场的粒子轨迹的能力。

【实验原理】
静电场是由若干带电粒子所引起的一种特殊现象，它包括分析和测量两个方面。

模拟
法测绘静电场是利用电力计，根据测量结果建立模型，再对模型进行数值积分可以得到极
化体的特性以及电场的粒子轨迹。

【实验步骤】
1．准备实验仪器和耗材：电力计，电荷板，电动机，磁力计，电磁铁，铁磁片，胶水，混合剂，电阻等实验仪器以及耗材。

2．对实验仪器进行检查，准备实验环境：首先调整实验仪器，使它们得到最佳操作；其次，准备适当的实验环境，包括温湿度计等。

3．测量静电场：基于电力计技术，使用电力计测量静电场，并且绘制电场变化曲线。

4．对模型进行数值积分：根据测量结果，建立模型，再对模型进行数值积分，从而
得到电场的粒子轨迹。

【实验结果】
实验表明，模拟法的测绘静电场的操作过程比较复杂，但是可以有效地评价极化体的
特性，并且可以绘制出电场的粒子轨迹。

用模拟法测绘静电场示范报告用模拟法测绘静电场示范报告

模拟法测绘静电场实验示范报告【实验目的】1．理解模拟实验法的适用条件。

2．对于给定的电极，能用模拟法求出其电场分布。

3．加深对电场强度和电势概念的理解【实验仪器】JDY 型双层静电场测试仪、JDY 型静电场描绘电源、模拟装置（同轴电缆和电子枪聚焦电极）。

【实验原理】 1、静电场的描述电场强度E 是一个矢量。

因此，在电场的计算或测试中往往是先研究电位的分布情况，因为电位是标量。

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，整个电场的分布就可以用几何图形清楚地表示出来了。

有了电位U 值的分布，由 UE -∇= 便可求出E 的大小和方向，整个电场就算确定了。

2、模拟法实验上想利用磁电式电压表直接测定静电场的电位，是不可能的，因为任何磁电式电表都需要有电流通过才能偏转，而静电场是无电流的。

再则任何磁电式电表的内阻都远小于空气或真空的电阻，若在静电场中引入电表，势必使电场发生严重畸变；同时，电表或其它探测器置于电场中，要引起静电感应，使原场源电荷的分布发生变化。

人们在实践中发现，有些测量在实际情况下难于进行时，可以通过一定的方法，模拟实际情况而进行测量，这种方法称为“模拟法”。

由于静电场和稳恒电流场服从的规律的数学形式相同,如又满足相同的边界条件,则电场、电位分布完全相类似，所以可用电流场模拟静电场。

这种模拟属于数学模拟。

静电场(无电荷区) 稳恒电流场(无电流区)⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧⋅==⋅=⋅=⎰⎰⎰b aab l d E U 0l d E 0S d D E D ε⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧⋅==⋅=⋅=⎰⎰⎰b aab l d E U 0l d E 0S d j E jσ3、讨论同轴圆柱面的电场、电势分布（1）静电场根据理论计算，A 、B 两电极间半径为r 处的电场强度大小为rE 02πετ=A 、B 两电极间任一半径为r 的柱面的电势为ab r b V V Alnln=（2）稳恒电流场在电极A 、B 间用均匀的不良导体（如导电纸、稀硫酸铜溶液或自来水等）连接或填充时，接上电源（设输出电压为V A ）后，不良导体中就产生了从电极A 均匀辐射状地流向电极B 的电流。

模拟法测静电场的实验报告

模拟法测静电场的实验报告
实验目的：
通过模拟法测量静电场的电势分布和电场强度，理解静电场的基本性质。

实验原理：
静电场是由静止的电荷产生的，其电势和电场强度可以通过静电场的数学模型推导得出。

电势分布可以通过计算电场的积分来获得，即电势差ΔV等于电场E在两点间的积分。

而电场强度可以由电势梯度求得，即E = -grad(V)。

实验装置及器材：
1. 模拟法测静电场的装置，包括一个带有电荷分布的平面电容器和一个带有小球电荷的探测器。

2. 电荷分布盒，里面有不同分布的电荷，如均匀、非均匀分布的电荷。

实验步骤：
1. 将电荷分布盒中的电荷分布装入平面电容器。

2. 将小球电荷的探测器放置在需要测量的位置上，并将探测器连接到示波器上。

3. 调节示波器，使其能够显示电势分布和电场强度的数值。

4. 将电荷分布盒中的不同电荷分布分别装入平面电容器，测量并记录不同位置的电势和电场强度数值。

5. 根据测量结果，绘制电势分布图和电场强度图。

实验结果与分析：
根据测量所得的电势和电场强度数值，我们可以绘制出对应的电势分布图和电场强度图。

通过分析图像，我们可以得出电势随距离的变化趋势以及电场强度的分布规律。

根据电场强度分布规律，我们可以确定电场中是否存在电荷密度较大的区域，以及该区域的位置和形状等相关信息。

结论：
通过模拟法测量静电场的实验，我们可以得到电势分布和电场强度的数值，并根据数值结果绘制出对应的图像。

通过分析图像，我们可以了解静电场中电势分布和电场强度的特点。

通过本实验的模拟法，我们可以更好地理解静电场的基本性质。

用模拟法测绘静电场实验报告!!

用<模拟法测绘静电场>实验报告【实验目的】1．懂得模拟实验法的适用条件。

2．对于给定的电极，能用模拟法求出其电场分布。

3．加深对电场强度和电势概念的理解【实验仪器】双层静电场测试仪、模拟装置（同轴电缆和电子枪聚焦电极）。

[实验原理]【实验原理】1、静电场的描述电场强度E是一个矢量。

因此，在电场的计算或测试中往往是先研究电位的分布情况，因为电位是标量。

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，整个电场的分布就可以用几何图形清楚地表示出来了。

有了电位U值的分布，由便可求出E的大小和方向，整个电场就算确定了。

2、实验中的困难实验上想利用磁电式电压表直接测定静电场的电位，是不可能的，因为任何磁电式电表都需要有电流通过才能偏转，而静电场是无电流的。

人们在实践中发现，有些测量在实际情况下难于进行时，可以通过一定的方法，模拟实际情况而进行测量，这种方法称为“模拟法”。

3、模拟法理由两场服从的规律的数学形式相同,如又满足相同的边界条件,则电场、电位分布完全相类似，所以可用电流场模拟静电场。

这种模拟属于数学模拟。

静电场(无电荷区) 稳恒电流场(无电流区)4、讨论同轴圆柱面的电场、电势分布（1）静电场根据理论计算，A、B两电极间半径为r处的电场强度大小为A、B两电极间任一半径为r的柱面的电势为（2）稳恒电流场在电极A、B间用均匀的不良导体（如导电纸、稀硫酸铜溶液或自来水等）连接或填充时，接上电源（设输出电压为V A）后，不良导体中就产生了从电极A均匀辐射状地流向电极B的电流。

电流密度为式中E′为不良导体内的电场强度，ρ为不良导体的电阻率。

半径为r的圆柱面的电势为图1、同轴圆柱面的电场分布图2、不良导体圆柱面电势分布结论：稳恒电流场与静电场的电势分布是相同的。

用模拟法测绘静电场实验实训报告! .doc

用模拟法测绘静电场实验实训报告! .doc 静电场实验实训报告
一、实践准备
1、实验仪器：
实验仪器包括了静电放电装置、计量仪器（电表、电源表等）等。

2、实验原理：
该实验研究了静电场的特性，它可以通过模拟方法来测量静电场的值。

此方法通过用一个足够大的容器来模拟静电场。

将静电场密度进行测量，并通过实验及测量值来推断静电场的特性。

二、实验流程
1、构建实验装置：
首先，将装置的各部分拼装好，例如放电装置，计量仪器等。

2、调试实验装置：
检查各部分的连接情况和电流情况，调节相应的参数，使装置运行正常。

3、实验测量：
在实验装置的操控下，对静电场进行测量，得出参数。

4、分析结果：
将测得的静电场参数进行综合分析，得出结论。

三、实验结果
本次实验通过模拟法测量静电场，测量结果如下：
单位：千伏每米
表1 静电场测量结果
测量点电场强度
A 3.18
B 3.02
C 3.07
D 3.45
E 3.76
F 3.51
四、结论
本次实验通过模拟法测量了物体上表面以及物体内部的静电场。

通过测量，我们可以确定静电场特性。

本实验中通过测量计算得出，物体表面的静电场强度范围为3.02-3.76千伏每米，物体内部最大静电场强度（位置D）为3.45千伏每米。

模拟法测绘静电场实验示范报告

模拟法测绘静电场实验示范报告1. 实验目的本实验的主要目的是通过模拟法测绘静电场，学习静电场的基本概念和相关计算方法，并掌握使用静电力计、数字万用表等仪器的操作方法和技巧。

2. 实验原理静电场是指存在电荷分布的空间区域内，电荷所产生的电场作用于在其中的试验电荷。

静电场的特点是无旋、无源，且具有叠加原理。

在实际测量中，静电场多采用电势差方法进行研究，即通过测量不同位置的电势差，推算出电荷的分布情况。

模拟法测绘静电场实验是指通过电荷的沉积和排斥作用，模拟出静电场的分布情况。

一般采用带电细铁丝或导线作为电荷源，将其插入测试区域内，再利用静电力计或数字万用表等仪器测量不同位置的电势差，最终得出静电场的分布情况。

3. 实验器材和设备静电力计、电势计、数字万用表、带电细铁丝或导线等。

4. 实验步骤2) 准备带电细铁丝或导线，并将其插入测试区域内，调整其位置和方向，使其尽量均匀地分布在测试区域内。

3) 将电势计和数字万用表等仪器校准好，确保其准确可靠。

4.2 静电场模拟和测量1) 打开静电力计，将其静电感应板置于测试区域内，观察静电力计显示的读数，确定测试区域内的静电场强度。

2) 接通电势计和数字万用表等仪器，分别测量不同位置的电势差和电场强度，记录并计算出静电场的分布情况。

3) 根据实验数据，绘制出静电场分布图，分析其特点和规律。

1) 关闭仪器设备，进行清理和整理。

2) 统计实验数据并撰写实验报告。

5. 实验注意事项1) 操作仪器前，应先熟悉其使用方法和注意事项，并进行相应的校准和调试。

2) 在测试区域内移动时，应避免带电细铁丝或导线与静电力计等仪器相碰或擦拭，以免造成干扰或损坏。

3) 测量过程中，应注意保持测试区域的环境稳定和相对干燥，以免影响测试结果。

4) 实验结束后，应及时清理和整理仪器设备，并保存好相关数据和记录。

6. 实验结果分析通过模拟法测绘静电场实验，我们成功地测量出了测试区域内的静电场分布情况，并绘制出了相应的静电场分布图。

用模拟法测绘静电场实验示范报告

用模拟法测画静电场真验演示报告之阳早格格创做【真验手段】1．明白模拟真验法的适用条件.2．对付于给定的电极，能用模拟法供出其电场分散.3．加深对付电场强度战电势观念的明白【真验仪器】单层静电场尝试仪、模拟拆置（共轴电缆战电子枪散焦电极）、JDY型静电场描画电源.[真验本理]【真验本理】1、静电场的形貌电场强度E是一个矢量.果此，正在电场的预计或者尝试中往往是先钻研电位的分散情况，果为电位是标量.咱们不妨先测得等位里，再根据电力线取等位里到处正接的特性，做出电力线，所有电场的分散便不妨用几许图形领会天表示出去了.有了电位U值的分散，由即可供出E的大小战目标，所有电场便算决定了.2、真验中的艰易真验上念利用磁电式电压表间接测定静电场的电位，是没有成能的，果为所有磁电式电表皆需要有电流利过才搞偏偏转，而静电场是无电流的.再则所有磁电式电表的内阻皆近小于气氛或者真空的电阻，若正在静电场中引进电表，必然使电场爆收宽沉畸变；共时，电表或者其余探测器置于电场中，要引起静电感触，使本场源电荷的分散爆收变更.人们正在试验中创造，有些丈量正在本量情况下易于举止时，不妨通过一定的要领，模拟本量情况而举止丈量，那种要领称为“模拟法”.3、模拟法缘由二场遵循的顺序的数教形式相共,如又谦脚相共的鸿沟条件,则电场、电位分散真足相类似，所以可用电流场模拟静电场.那种模拟属于数教模拟.静电场(无电荷区) 稳恒电流场(无电流区)4、计划共轴圆柱里的电场、电势分散（1）静电场根据表里预计，A、B二电极间半径为r处的电场强度大小为A、B二电极间任一半径为r的柱里的电势为（2）稳恒电流场正在电极A、B间用匀称的没有良导体（如导电纸、稀硫酸铜溶液或者自去火等）对接或者弥补时，接上电源（设输出电压为V A）后，没有良导体中便爆收了从电极A 匀称辐射状天流背电极B的电流.电流稀度为式中E′为没有良导体内的电场强度，ρ为没有良导体的电阻率.半径为r的圆柱里的电势为图2论断：稳恒电流场取静电场的电势分散是相共的.由于稳恒电流场战静电场具备那种等效性，果此要测画静电场的分散，只消测画相映的稳恒电流场的分散便止了.[真验真量取步调]1、丈量无限少共轴圆柱间的电势分散.（1）正在尝试仪表层板上搁定一弛坐标记表记标帜录纸，下层板上搁置火槽式无限少共轴圆柱里电场模拟电极.加自去火弥补正在电极间.（2）接佳电路.安排探针，使下探针浸进自去火中，触及火槽底部，上探针取坐标纸有1-2mm的距离.（3）接通电源，K2扳背“电压输出”位子.安排接流输出电压，使AB二电极间的电压为接流12V，脆持没有变.（4）移动探针，正在A电极附近找出电势为10V的面，用上探针正在坐标纸上扎孔为记.共理再正在A周围找出电势为10V的等势面7个，扎孔为记.（5）移动探针，正在A电极周围找出电势分别为8V，6V，4V，2V的各8个等势面（圆越大，应多找几面），要领如步调（4）.（6）分别用8个等势面连成等势线（应是圆），决定圆心O的位子.量出各条等势线的坐标r（纷歧定皆相等），并分别供其仄衡值.（7）用游标卡尺分别测出电极A战B的直径2a战2b .（8）预计各相映坐标r处的电势的表里值V理，并取真验值比较，预计百分好.（9）根据等势线取电力线相互正接的特性，正在等势线图上加置电力线，成为一弛完备的二无限少戴等量同号电荷共轴圆柱里的静电场分散图.（10）以lnr为横坐标，V真为纵坐标，搞V真-lnr直线，并取V理-lnr直线比较2、丈量散焦电极的电势分散（选搞）分别测10.00V、9.00V、8.00V、7.00V、6.00V、4.00V、3.00V、2 .00V、1.00V、0.00V等，普遍先测5 .00V 的等位面，果为那是电极的对付称轴.步调共上[数据记录]模拟电场分散尝试数据V A=±0.01V 2a=± 2b=±V理(V)r(cm)1．10 1．50 2．15 ？3．58 V理8．17 3．12 ？处理：1、用圆规战直线板画出园柱形共轴电缆电场等位线(注意电极的位子).2、根据电力线笔直等位里,画出电力线.揭图1：共轴圆柱体揭图2：散焦电极3、正在圆柱形电缆电场分散图上量出各等位线的半径,预计V 并取表里值比较,供出其相对付缺面.（1）1 1.10r cm =；则11ln()8.17()ln()A r b V V V a b ==；（2）2 1.50r cm =；则12ln() 6.31()ln()A r b V V V a b ==；（3）要简直预计（4）要简直预计（5）要简直预计截止分解：（1）由图中不妨瞅出本量丈量值皆正在表里值的下圆，证明真验的缺面主要去自系统缺面.本次丈量中缺面最小为电力线真线等势线真线2.1%，最大为6.5%，超出了仪器的细度1%，认为系统缺面正在支配中某真验条件已切适时引进的，而且半径越小的场合缺面越大.那充分证明真验中要包管火槽的火介量要匀称分散，而且描画的等势面没有克没有及太少，可则半径会引进较大的缺面.（2）等势里由人为拟合，果此半径的预计较细糙，预证明正在决定数据面时，一定要包管拆置以及支配的宁静性，其余数据尽管多，以缩小真验值的动摇性.。

用模拟法测绘静电场实验报告!!

⽤模拟法测绘静电场实验报告!!⽤< 模拟法测绘静电场> 实验报告【实验⽬的】1．懂得模拟实验法的适⽤条件。

2．对于给定的电极，能⽤模拟法求出其电场分布。

3．加深对电场强度和电势概念的理解【实验仪器】双层静电场测试仪、模拟装置（同轴电缆和电⼦枪聚焦电极）。

[ 实验原理]【实验原理】1、静电场的描述电场强度E 是⼀个⽮量。

因此，在电场的计算或测试中往往是先研究电位的分布情况，因为电位是标量。

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，整个电场的分布就可以⽤⼏何图形清楚地表⽰出来了。

有了电位U 值的分布，由EU便可求出E 的⼤⼩和⽅向，整个电场就算确定了。

2、实验中的困难实验上想利⽤磁电式电压表直接测定静电场的电位，是不可能的，因为任何磁电式电表都需要有电流通过才能偏转，⽽静电场是⽆电流的。

再则任何磁电式电表的内阻都远⼩于空⽓或真空的电阻，若在静电场中引⼊电表，势必使电场发⽣严重畸变；同时，电表或其它探测器置于电场中，要引起静电感应，使原场源电荷的分布发⽣变化。

⼈们在实践中发现，有些测量在实际情况下难于进⾏时，可以通过⼀定的⽅法，模拟实际情况⽽进⾏测量，这种⽅法称为“模拟法” 。

3、模拟法理由两场服从的规律的数学形式相同, 如⼜满⾜相同的边界条件, 则电场、电位分布完全相类似，所以可⽤电流场模拟静电场。

这种模拟属于数学模拟。

静电场（⽆电荷区）稳恒电流场（⽆电流区）(2) 稳恒电流场在电极A 、B 间⽤均匀的不良导体(如导电纸、稀硫酸铜溶液或⾃来⽔等)连接或填充时，接上电源(设输出电压为 V A )后，不良导体中就产⽣了从电极 A 均匀辐射状地流向电极 B 的电流。

电流密度为式中E'为不良导体内的电场强度，p 为不良导体的电阻率。

半径为r 的圆柱⾯的电势为I - InV V A fln - aD dS 0E dl 0-U ab E dlaj Ej dS 0 dl 0bE dlaU ab4、讨论同轴圆柱⾯的电场、电势分布 (1) 静电场根据理论计算，A 、B 两电极间半径为r 处的电场强度⼤⼩为2 o rA B 两电极间任⼀半径为 r 的柱⾯的电势为吐V A — In - a结论：稳恒电流场与静电场的电势分布是相同的。

用模拟法测绘静电场实验报告!!

用模拟法测绘静电场实验报告!!篇一：模拟法测绘静电场实验思考题答案用模拟法测绘静电场预习思考题1．用电流场模拟静电场的理论依据是什么？模拟的条件是什么？用电流场模拟静电场的理论依据是：对稳恒场而言，微分方程及边界条件唯一地决定了场的结构或分布，若两种场满足相同的微分方程及边界条件，则它们的结构也必然相同，静电场与模拟区域内的稳恒电流场具有形式相同的微分方程，只要使他们满足形式相同的边界条件，则两者必定有相同的场结构。

模拟的条件是：稳恒电流场中的电极形状应与被模拟的静电场中的带电体几何形状相同；稳恒电流场中的导电介质是不良导体且电导率分布均匀，并满足σ极>>σ介以保证电流场中的电极（良导体）的表面也近似是一个等势面；模拟所用电极系统与被模拟电极系统的边界条件相同。

2．等势线和电场线之间有何关系？等势线和电场线处处相互垂直。

3．在测绘电场时，导电微晶边界处的电流是如何流动的？此处的电场线和等势线与边界有什么关系？它们对被测绘的电场有什么影响？在测绘电场时，导电微晶边界处的电流为0。

此处的电场线垂直于边界，而等势线平行于边界。

这导致被测绘的电场在近边界处受边界形状影响产生变形，不能表现出电场在无限空间中的分布特性。

分析讨论题1．如果电源电压增大一倍，等势线和电场线的形状是否发生变化？电场强度和电势分布是否发生变化？为什么？如果电源电压增大一倍，等势线和电场线的形状没有发生变化，但电场强度增强，电势的分布更为密集。

因为边界条件和导电介质都没有变化，所以电场的空间分布形状就不会变化，等势线和电场线的形状也就不会发生变化，但两电极间的电势差增大，等势线的分布就更为密集，相应的电场强度就会增加。

2．在测绘长直同轴圆柱面的电场时，什么因素会使等势线偏离圆形？测绘长直同轴圆柱面的电场时测到的等势线偏离圆形，可能的原因有：电极形状偏离圆形，导电介质分布不均匀，测量时的偶然误差等等。

3．从对长直同轴圆柱面的等势线的定量分析看，测得的等势线半径和理论值相比是偏大还是偏小？有哪些可能的原因导致这样的结果？⑴偏大，可能原因有电极直径测量偏大，外环电极表面有氧化层产生附加电阻，电压标示器件显示偏大等；⑵偏小，可能原因有电极直径测量偏小，中心电极表面有氧化层产生附加电阻，电压标示器件显示偏小等。