3.实验三 静电场的描绘
实验三静电场描绘
实验三 静电场描绘一、实验目的1．学习用模拟法研究静电场；2．描绘点电荷及圆柱形电容两种电场结构的等位线。
二、实验设备静电场描绘仪 静电场描绘电源 两种电极三、实验原理1．静电场与稳恒电流场带电体在它周围的空间产生电场，可以用电场强度E 或电势U 的空间分布来描述，讨论静电场的描绘是探索其电势U 的空间分布，因为电势是标量，在测量上要简便些．但是直接测量静电场中各点的电势是很困难的，这是因为静电场中不会有电流，不能用直流电表直接测量，除非用静电式仪表测量，但用静电式仪表测量就要用到金属制的探头，而伸入静电场中的金属探头将使静电场发生显著的变化.用稳恒电流场模拟静电场的实验设计，使静电场的实验研究比较容易进行．静电场和电流场本是不同的场，但是可以看到它们的相似性，例如它们都引入电势U ，而电场强度U E -∇=；它们都遵守高斯定理；对一静电场有⎰⎰=⋅)(0S ds E (闭合曲面S 内无电荷)对一稳恒电流场，则有⎰⎰=⋅)(0S ds j （闭合曲面S 内无电源）（a ） （b ）图3-1静电场与稳恒电流场的这种相似性给人们一个启示．如图3一l(a)由几个电势为U 1、U 2、U 3的带电体激发的静电场中p 点的电势为U 时；那么，将形状与带电体相同的良导体置于导电介质中的相同位置，加上直流电压，使它们的电势也是U 1、U 2、U 3[图3一l(b)]，则在导电介质中对应P 点位置的P ’点的电势U ’将和U 相同．反过来如果测量出稳恒电流场中P ’点的电势为U ’，则相应静电场中P 点的电势U 将和U ’相同．这表示通过测量稳恒电流场的电势分布可以了解相应静电场的电势分布，实验结果表示这样模拟是恰当的．2.两共轴无限长均匀带电圆柱体间的静电场 如图3-2，设内圆柱半径为r a ，势为U a ；外环内半径为r b，电势为U b ，则静电场中距离轴心为r 处的电势U r 可表示为：⎰-=rr a r a Edr U U (3—1) 又根据高斯定理，电荷均匀分布的无限长圆柱体的场强大小为 rc E = （当b a r r r <<时） （3—2） 式中C 由圆柱体上线电荷密度决定。
实验报告静电场的描绘
实验报告静电场的描绘实验目的：1.描绘静电场的形状；2.观察静电场的强度分布；3.测量静电场的性质。
实验原理：静电场是由电荷引起的一种力场。
当电荷分布在空间中时，会形成一个静电场。
静电场可以通过电力线来描绘，电力线表示电场中的电力方向。
电力线从正电荷出发，指向负电荷。
电力线越密集，表示该区域的电场越强。
实验器材：1.电荷发生器；2.电场测量仪。
实验步骤：1.将电荷发生器置于实验台上，并连接好电源；2.调节电荷发生器的电压，使其生成一定大小的电荷；3.将测量仪的探头放置在不同位置，并记录下每个位置的电场强度；4.根据记录的数据，绘制静电场的电力线图。
实验结果与分析：通过实验观察，可以发现电场的形状是由电荷的分布决定的。
当电荷分布均匀时，电力线是均匀分布的，表示电场强度是均匀的。
而当电荷分布不均匀时，电力线的密度就会有所不同，表示电场强度的分布也不均匀。
在实验中测量到的电场强度数据如下：位置1：电场强度为1.5N/C位置2：电场强度为2.2N/C位置3：电场强度为0.8N/C根据这些数据可以绘制出电场的分布图。
假设位置1是正电荷的位置，位置2是负电荷的位置，通过连接位置1和位置2的电力线可以描绘出整个电场的形状。
实验验证了静电场的存在，并且通过测量电场强度，可以得到静电场强度的分布图。
这对于研究电场的性质和应用是非常重要的。
例如，在电磁学中，可以利用静电场的性质进行电场分析和计算，通过电场的分布图可以更好地理解电场的行为和性质。
结论：通过实验描绘了静电场的形状，并测量了静电场的强度分布。
实验验证了静电场的存在，并且通过电力线来描绘静电场的形状和强度分布。
实验结果对于研究电场的性质和应用具有一定的意义。
静电场的描绘和测量是探索电场行为和性质的重要手段。
静电场描绘实验报告_物理实验静电场的描绘实验报告
静电场描绘实验报告（最新版）编制人：__________________审核人：__________________审批人：__________________编制单位：__________________编制时间：____年____月____日序言 下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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静电场的描绘物理实验报告
静电场的描绘物理实验报告静电场的描绘物理实验报告引言：静电场是物理学中一个重要的概念，它描述了电荷之间相互作用的力场。
为了更好地理解和描绘静电场，我们进行了一系列实验。
本文将详细介绍实验的过程、结果和分析。
实验一：电荷的产生和检测在实验室中，我们使用了一个摩擦电机和一个金属探针来产生和检测电荷。
首先，我们用摩擦电机摩擦一个塑料棒，使其带有负电荷。
然后，将带电的塑料棒靠近金属探针，观察到探针上的电荷指示器的偏转。
通过改变塑料棒的距离和方向，我们发现电荷的强度和方向与探针上的指示器偏转成正比。
实验二：电场的力线为了描绘电场的力线，我们使用了一种叫做“电荷平面模型”的实验装置。
该装置由一个平面上均匀分布的电荷网格和一些带电粒子构成。
我们在电荷网格上放置了一些正电荷和负电荷，并在其周围放置了一些带电粒子。
通过观察带电粒子的运动轨迹，我们可以推断出电场的力线方向。
实验结果显示，正电荷周围的带电粒子向外运动，而负电荷周围的带电粒子则向内运动。
这表明了电场力线的方向是从正电荷指向负电荷。
实验三：电场的强度测量为了测量电场的强度，我们使用了一种叫做“电场计”的仪器。
电场计由一个金属探针和一个指示器组成。
我们将电场计放置在不同位置，并记录指示器的读数。
实验结果显示，电场的强度与指示器读数成正比。
当电场计靠近电荷时，指示器的读数增加；当电场计远离电荷时，指示器的读数减少。
这表明了电场的强度随距离的增加而减小。
实验四：电场的均匀性检验为了检验电场的均匀性，我们使用了一种叫做“电荷环”的实验装置。
电荷环由一个环形导线和一些带电粒子组成。
我们在电荷环上放置了一些正电荷和负电荷，并在其内部放置了一些带电粒子。
通过观察带电粒子的运动轨迹，我们可以判断电场是否均匀。
实验结果显示，带电粒子在电荷环内部的运动轨迹是圆形的，这表明电场在电荷环内是均匀的。
实验五：电场的超导体屏蔽效应为了研究电场的超导体屏蔽效应，我们使用了一种叫做“法拉第笼”的实验装置。
静电场的描绘实验总结
静电场的描绘实验总结引言：静电场是物理学中的基础概念，对于理解电荷相互作用、电场的分布以及电磁现象的发生具有重要意义。
为了能够准确地描绘静电场的特征和行为，科学家们进行了一系列实验探索。
本文将对静电场的描绘实验进行总结，并探讨实验过程中的发现和经验。
实验一：平行板电容器的电场分布在这个实验中，我们使用平行板电容器来观察和描绘静电场的分布。
首先，我们将两块平行金属板平行放置，然后通过电源连接两板上的正负极。
接下来，我们用一个带有电荷的小球靠近平行板电容器的表面，并用一个指针记录球的运动轨迹。
实验时，我们发现当球靠近放置正极的板时，由于电荷的相互作用，球会受到斥力，被推向负极的方向。
根据球的运动轨迹和所受力的大小，我们可以描绘出平行板电容器内部的电场分布图。
实验结果显示，电场强度在两板之间是均匀的，且从正极板指向负极板。
实验二：电场力线的可视化为了更直观地描绘静电场，我们使用了一种叫做“电场力线可视化”的实验方法。
在实验中，我们使用了电场感应仪，这是一种能够感应和测量电场强度的仪器。
首先，我们将一根金属丝连接到电场感应仪上，并将其放置在静电场中。
然后，我们移动感应仪，观察并记录仪器指针的变化。
通过连续移动感应仪，我们可以绘制出电场力线的分布。
实验结果显示，电场力线始终与等高线垂直，并且从正电荷指向负电荷。
这种可视化方法使我们更容易理解电场的分布和方向。
实验三：电场势能的变化通过测量电场势能的变化，我们可以了解静电场中电荷的势能分布情况。
在这个实验中，我们将一个带有电荷的小球从一个位置移动到另一个位置，并记录在不同位置时小球的电势差和电势能变化。
我们发现，当电球在电场中移动时，它的电势能会发生变化。
在静电场中，电场力做功将电球的势能从高处转移至低处，形成了势能差。
通过实验测量，我们可以绘制出电场势能随位置的变化曲线。
这种实验不仅反映了电场中电势能的分布，还对理解电荷移动和电场力产生的基本原理具有重要意义。
静电场的描绘实验总结
静电场的描绘实验总结我做这静电场的描绘实验啊，可真是一段难忘的经历。
我刚进实验室的时候，那里面静悄悄的，灯啊亮晃晃的，照得那些实验仪器都明晃晃的。
我瞅着那些仪器，就跟瞅着一群不咋熟悉的朋友似的，心里有点发怵。
你看那电源，黑不溜秋的一个盒子，上面还有一堆红红绿绿的按钮，看着就觉得复杂。
还有那些电极啊，细细长长的，像一根根小针一样，感觉碰一下就能扎着我。
我旁边那同学，长得瘦瘦小小的，戴着个大眼镜，镜片厚得跟瓶底儿似的。
他看我发愣，就捅捅我，说：“瞅啥呢，赶紧开始啊。
”我白他一眼，说：“你懂啥，我这不得先熟悉熟悉地形嘛。
”我就开始按照老师讲的步骤来。
先把那些线路接起来，这线啊，软乎乎的，在手里就像不听话的小蛇一样，扭来扭去的。
我费了好大劲儿才把它们接到该接的地方。
接好之后，我小心翼翼地打开电源，眼睛紧紧盯着那些仪器，就怕它突然出啥幺蛾子。
这时候啊，我那同学在旁边嘟囔：“你这也太小心了，跟伺候啥宝贝似的。
”我没好气儿地说：“你懂个啥，这玩意儿要是出了错，咱这实验可就泡汤了。
”等开始描绘静电场的时候，我拿着那个探测头，在电极周围慢慢地移动。
那感觉就像是在一片看不见的田野里摸索着什么宝贝似的。
我眼睛盯着电压表，那指针晃来晃去的，我的心也跟着七上八下的。
我就想啊，这静电场看不见摸不着的，可真够神秘的。
我那同学这时候凑过来，看了一眼我的数据，说：“你这数据好像有点不对劲儿啊。
”我一听就急了，说：“咋不对劲儿了，我都是按照步骤来的啊。
”我又重新检查了一遍线路，把那些接头都按了按，就像给它们挠痒痒一样，心里念叨着：“你们可都给我好好工作啊。
”我在这实验里啊，一会儿觉得自己像个探险家，在未知的领域里探索；一会儿又觉得自己像个小工匠，得把每个细节都做到位。
这静电场的描绘实验，真是让我又爱又恨。
爱呢，是因为它让我接触到这么奇妙的东西；恨呢，是因为它可真是折磨人啊，就像个调皮的小捣蛋鬼，老是给我出难题。
不过最后啊，我总算是把这个实验磕磕绊绊地完成了，那感觉，就像打赢了一场艰难的仗似的，心里松了一口气。
静电场的描绘实验报告(实用5篇)
静电场的描绘实验报告篇1一、实验目的1、能够正确运用系统分析的过程与方法，结合一个自选MIS项目，复习、巩固MIS分析的目的、MIS分析的内容、MIS分析方法和工具，提高系统分析实践能力。
2、熟悉业务流程图、数据流程图、数据字典的绘制。
3、熟悉Rational Rose工具的使用, 熟悉UML在MIS分析中的应用。
4、树立正确的系统分析思想，培养分析问题、解决问题的能力。
二、实验内容1、根据所述系统功能需求，开展实地调查或通过Internet查阅相关资料或结合个人经验，进行系统分析。
2、明确管理业务调查过程和方法，包括所选管理系统典型组织机构、管理功能及业务流程，优化并以图形建模。
3、明确数据流程的调查与分析过程，绘制数据流程图，编制数据字典。
4、学会使用RationalRose软件来进行系统分析，使用UML描述分析系统的用例图、概念类图、顺序图、合作图、活动图和状态图。
三、操作步骤系统分析静电场的描绘实验报告篇2一、实习目的1、学习焊接电路板的有关知识，熟练焊接的具体操作。
2、了解电子产品的生产制作过程；3、掌握电子元器件的识别及质量检验；，4、学习利用工艺工具独立进行电话机的装焊和调试，并达到产品的质量要求5、看懂电话机的安装图，了解电话机的基本原理，学会动手组装和焊接电话机。
6、通过对一台正规产品电话机^的安装焊接及调试，学会调试电话机，能够清晰接打电话。
7培养职业道德，和职业技能，培养工程实践观念及严谨细致一丝不苟的科学风。
二、实习内容1．元器件的识别对于此次电话机装配中所用到的所有元器件，如色环电阻、二极管、稳压管、三极管、瓷片电容、涤纶电容、电解电容、变压器、单片机及其他各种所用到的器件都应该能很好的识别。
2．元器件的插装元器件在焊接前，需要对其进行正确的插装，这一点是十分重要的，它关系到我们电话机组装成败与否。
对于器件的插装，要求我们能在正确识别元器件的基础上，认真，小心，对照元器件清单表，不漏插，不错插。
03.实验三、 静电场的描绘
学号：姓名：R b0＝50.005.025小于5.0450.140 3.560注：A 电极半径测量若出现坏数据，要求重新测量！二的换算 二、 等位线半径测量记录表3－2 毫伏表量程：U =10.00V 、 准确度等级：a =1.5 ，取AB 电极间的电压有效值：U =10.00V 。
[测量记录] 实验桌号 NO：之间，故表中数据均可保留。
r a 0 i 均在大于实验三 、 静电场的描绘注： 2r a 0 = 2r`a 0－零点读数值。
一、 电极参量及测量数据记录 A 电极半径测量记录B 电极内半径： [数据处理]三、计算直线的斜率和截距Y ～X 图线如下图，在直线上取“1”、“2”、“3”点，其坐标值分别为mm mm（mm ，）、2.6903.5600.51000.14003.100-2.35140.34003.8995(mm )3.899549.38(mm )49.376-2.35144.703(mm )-6.7%-2.0%-1.25% 2.实验的相对误差为：[结果报道]1.本实验所测绘的圆柱形电容器内等势线、电力线分布图如下图。
——此部分尚无法用计算机自动处理，学员应自己在实验报告中处理。
四、实验准确程度的估计:-6.60%实验得到的B 电极半径为：-2.3514 实验得到的A 电极半径为：(mm )＝－－=-=33bX Y a －＝(⨯)e e r a b ==实验＝==bb a e r r 实验实验e⨯＝＝＝≈a ε≈b ε。
用模拟法描绘静电场实验报告
用模拟法描绘静电场实验报告用模拟法描绘静电场实验报告静电场是物理学中非常重要的一个概念，它描述了电荷之间相互作用的力场。
为了更好地理解和研究静电场，我们进行了一系列的实验，通过模拟法描绘了静电场的特性和行为。
本实验旨在通过模拟法的手段，以一种直观的方式展示静电场的形态和性质。
实验材料和仪器包括：一块平面金属板、一根绝缘杆、一些带电体（如塑料棒或橡皮棒）、一台静电电源、一些细线和一些小球。
实验一：带电体的静电场首先，我们将一个带正电的塑料棒放置在金属板上。
观察到，金属板上的自由电子受到塑料棒的吸引，聚集在棒的附近，形成了一个电子云。
而金属板上的正电离子则被塑料棒排斥，聚集在金属板的远离塑料棒的一侧。
这样，我们可以看到在金属板上形成了一个静电场，其中电子云的密度较高，而正电离子的密度较低。
接下来，我们用一根绝缘杆将带正电的塑料棒移开。
观察到，金属板上的电子云和正电离子重新平均分布，消除了静电场。
这说明，静电场的形成和存在是由于带电体的存在和作用。
实验二：静电场的力线为了更直观地观察静电场，我们将一些细线固定在金属板上，然后将小球用细线悬挂在细线的末端。
将带正电的塑料棒靠近小球，观察到小球受到塑料棒的吸引，偏离了竖直方向。
这表明，静电场中存在着电场力，它使得带电体和带电粒子之间发生相互作用。
我们可以通过将小球在静电场中的运动轨迹连接起来，得到一系列的力线。
这些力线从带正电的塑料棒开始，向外辐射，形成了一个以塑料棒为中心的电场。
力线越靠近塑料棒，表示电场的强度越大；力线越稀疏，表示电场的强度越弱。
实验三：静电场的电势为了进一步了解静电场的性质，我们使用了一台静电电源。
首先，我们将金属板接地，然后将带正电的塑料棒靠近金属板。
观察到，金属板上的电子云和正电离子重新分布，形成了一个静电场。
接下来，我们用一个带有指示器的电势计测量了不同位置的电势。
实验结果显示，距离塑料棒越远的位置，电势越低；而距离塑料棒越近的位置，电势越高。
静电场的描绘物理实验报告
一、实验目的1. 了解静电场的概念及其特性。
2. 掌握静电场强度和电势的测量方法。
3. 学会使用静电场描绘仪进行实验操作。
4. 分析静电场的分布规律。
二、实验原理静电场是由静止电荷产生的场，具有电场强度和电势两个物理量。
电场强度表示单位正电荷所受的电场力，电势表示单位正电荷在电场中移动时所获得的能量。
静电场描绘仪是一种测量静电场强度和电势的仪器，通过测量不同位置的场强和电势，可以得到静电场的分布情况。
三、实验仪器与设备1. 静电场描绘仪2. 磁针3. 电源4. 电阻箱5. 导线6. 橡皮筋7. 毫米刻度尺8. 实验记录本四、实验步骤1. 将静电场描绘仪按照说明书要求连接好，并检查电路是否通路。
2. 将电源电压调至适当值，确保实验过程中电压稳定。
3. 将磁针放置在静电场描绘仪的电极板上，观察磁针的偏转情况。
4. 调节电阻箱的阻值，使磁针达到稳定的偏转角度。
5. 记录电阻箱的阻值和磁针的偏转角度。
6. 将静电场描绘仪沿不同方向移动，重复步骤3-5，记录多个数据点。
7. 使用毫米刻度尺测量磁针偏转角度对应的距离，得到电场强度和电势的分布情况。
8. 将实验数据整理成表格，进行分析。
五、实验结果与分析1. 电场强度分布：通过实验数据，可以得到静电场的强度分布情况。
在电荷附近，电场强度较大，随着距离的增加，电场强度逐渐减小。
这符合库仑定律的规律。
2. 电势分布：通过实验数据，可以得到静电场的电势分布情况。
在电荷附近，电势较高，随着距离的增加，电势逐渐降低。
这符合电势的定义。
3. 静电场的分布规律：静电场的分布规律符合库仑定律和电势的定义。
在电荷附近，电场强度和电势较大，随着距离的增加，电场强度和电势逐渐减小。
六、实验总结通过本次实验，我们了解了静电场的概念及其特性，掌握了静电场强度和电势的测量方法，学会了使用静电场描绘仪进行实验操作。
实验结果表明，静电场的分布规律符合库仑定律和电势的定义。
在实验过程中，我们应注重实验数据的准确性，确保实验结果的可靠性。
静电场的描绘实验报告
静电场的描绘实验报告引言：静电场是电荷在周围空间中所产生的力场，它是电磁场的一种。
静电场广泛应用于工业、生活和科学研究等领域，对于我们的日常生活和科学研究具有重要意义。
本实验旨在通过模拟实验方法，描绘静电场的性质和特征。
实验步骤：第一步：实验材料准备我们使用了以下实验材料：1. 塑料棒2. 金属导线3. 金属导体板4. 球形电容器5. 电荷仪第二步：静电场的形成首先，我们通过摩擦塑料棒，将塑料棒带有一个正电荷。
然后将这根带正电的塑料棒靠近金属导线尖端，这时我们可以观察到金属导线也被带有相同电荷的塑料棒所带动，形成了一个静电场。
第三步：静电场的特征为了描绘静电场的特征，我们使用金属导体板和球形电容器进行实验。
1. 金属导体板实验将带有正电荷的塑料棒靠近金属导体板，我们可以观察到导体板上的自由电子受到排斥，集中在导体板的反方向。
这种现象说明了静电场具有斥力的特征，并且在靠近电荷的地方电荷密度较高。
2. 球形电容器实验为了进一步描绘静电场的特征，我们利用球形电容器进行实验。
首先，将带有正电荷的塑料棒靠近球形电容器的一侧，然后将电荷仪放置在球形电容器的另一侧以测量电荷的分布情况。
实验结果显示，电荷在球形电容器上的分布不均匀，呈现出密集的地方和少电量的地方。
这说明静电场在球形电容器内部也是不均匀的，而且电荷密度与距离电荷的远近有关。
讨论与结论：通过以上实验，我们可以得出一些结论：1. 静电场具有斥力的特征，带有相同电荷的物体会排斥彼此，而带有不同电荷的物体会相互吸引。
2. 静电场的特征与距离相关，电荷的密度会随着距离的变化而变化。
距离电荷较近的地方电荷密度较高，距离电荷较远的地方电荷密度较低。
3. 静电场在闭合导体表面上是均匀的，但在球形电容器内部会出现不均匀的分布。
综上所述，本实验通过模拟实验方法描绘了静电场的特征和性质。
静电场的研究对于我们理解电磁场的形成和应用具有重要意义，也为我们更深入地探索电荷和电场的关系奠定了基础。
大学物理（精品本科）3静电场的描绘
图1两点电荷的电场分布图静电场的描绘一、实验目的1.掌握模拟法描绘静电场的原理和方法。
2.加深电场强度、电势和电势差概念的理解。
3.测绘两点电荷电极、同轴柱面电极、聚焦电极的电场分布。
二、实验仪器DZ-2型电场描绘仪，双层探针，AC-20型静电场描绘电源，两点电荷水槽电极，同轴柱面水槽电极，聚焦电极水槽，万用表。
三、实验原理在科学研究和生产实践中，有时需要知道一些电子器件和设备中的电极周围的电场分布。
由于电极形状和实际问题的复杂性，很难通过理论计算得到电场的分布，一般都通过实验或者数值模拟的方法来确定。
当用测量仪器直接测量电场时，由于测量头在静电场中会产生感应电荷或束缚电荷，而使被测电场发生变化。
因而实验时常采用一种间接的测量方法 模拟法，即仿造一个电场（模拟场）与原电场完全一样。
在一定条件下静电场与稳恒电流场遵守的规律在形式上相似，当用探针去测模拟电场时，也不受干扰，因此可以间接地测出被模拟的电场中各点的电势，连接各等电势点得到等势面。
根据电力线与等势面的垂直关系，描绘出电力线，即可形象地了解电场情况，加深电场强度、电势和电势差概念的理解。
1.两点电荷的电场分布如图1所示，两点电荷各带等量异号电荷，其上电势分别为V +和V -。
由对称性，电场分布（图中箭线所示）和等势面（图中虚线表示）也是对称分布的。
做实验时，以水作为介质填充在水槽电极的两极之间。
若在两电极上加一定的电压，介质中便会有（删除此括号的内容：恒定不变的）电流产生，（删除此括号的内容：这样就可以直接）用电压表测量介质中各点相对于其中一个电极的电势，再根据电势变化的最大方向（删除此括号的内容：计算）描绘出电场。
理论和实践证明，导电介质中恒定电流建立的电场与静电场的规律完全相似，因而可以用稳恒电流场去模拟静电场。
两点水槽的稳恒电流电场特征与两点电荷的静电场场强分布相同。
实验中电极接交流电，产生交流电场的瞬时值随时间变化，但交流图2同轴柱面的电场分布图 _ 电场的有效值与稳恒电场是等效的。
静电场的描绘实验报告
静电场的描绘实验报告实验名称：静电场的描绘实验实验目的：通过实验观察和描绘静电场的分布情况，掌握静电场的基本特性。
同时加深对电场线和等势线的理解。
实验仪器和材料：1. 电荷生成装置2. 金属探针3. 缓冲纸4. 干燥纱布5. 聚乙烯片6. 电位计实验原理：静电场是由静止电荷引起的一种特殊电场。
在电场中，电荷会与电场发生作用，电荷受到电场力的作用，会产生力线。
而电场强度的大小与所放电量的大小有关。
实验步骤：1. 将电位计连接到电荷生成装置的高压输出端。
2. 将金属探针插入电位计的导线上，并将探针轻轻触碰缓冲纸上的草图纸。
3. 将电位计调至最低电位，并开始逐步升高电位，观察和记录电位计指示数和探针描绘出的电场线。
4. 重复步骤3，直到电位计显示300V。
5. 用聚乙烯片在缓冲纸上摩擦，再次观察和记录电场线。
6. 使用电位计将电位降低至最低，并将金属探针接地，清除残余电荷。
实验结果：通过实验观察和记录描绘的电场线，在电位计电压升高时，电场线由探针开始逐渐向外辐射。
在低电压下，电场线较为密集，线条较细，而在高电压下，电场线较为稀疏，线条较粗。
实验结论：1. 静电场的分布呈辐射状，电场线由正电荷指向负电荷。
2. 静电场的强度与电位差成正比，电场线的密度与电场强度成正比。
3. 使用聚乙烯片在缓冲纸上摩擦可以引起静电现象，并改变静电场的分布。
实验注意事项：1. 实验中应注意安全，避免触碰高压部分。
2. 实验前应确保实验仪器和材料的干净和整洁，以避免外界干扰。
3. 实验过程中应保持仪器的稳定和平衡，避免触碰和碰撞。
4. 实验结束后应及时清除残余电荷，并关闭实验仪器。
实验拓展：1. 可以在不同条件下进行静电场描绘实验，比如改变电荷的形状、距离和数量等，观察对电场分布的影响。
2. 可以尝试使用其他材料进行摩擦，比如丝绸、金属等，观察对静电场的影响。
3. 可以通过测量电位差和电场强度的关系，验证电位与电场强度成正比的规律。
静电场的描绘实验报告
竭诚为您提供优质文档/双击可除静电场的描绘实验报告篇一：静电场的模拟与描绘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）、JDY型静电场描绘电源。
[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)D??eD?ds?0e?dl?0?buab??e?dl??aj??e?j?dse?dl?b?uaba?0?0??e?dl4、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e??2??0rA、b两电极间任一半径为r的柱面的电势为lnV?VAlnbba（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VA）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。
物理实验静电场的描绘实验报告
物理实验静电场的描绘实验报告实验名称：物理实验——静电场的描绘实验目的：1. 了解静电场概念及其基本特性；2. 掌握测量电势、电场强度的方法，理解其物理意义；3. 探究不同电荷分布情况对静电场的影响。
实验原理：静电场是一个粒子在电场中受到的电力使其运动的结果。
电场的强度等于单位正电荷所受的电力。
这个量可以用公式Φ=E×A表示，其中Φ表示电势，单位为伏特；E表示电场强度，单位为牛顿/库；A表示电场的面积，单位为平方米。
实验器材：1. 静电电荷计；2. 电势计；3. 电场电势板；4. 近似球形电荷分布模型。
实验步骤：1. 将电势板放在水平面上；2. 用电势计测量不同位置的电势值，并记录下来；3. 根据测量的电势值计算出不同位置的电场强度，并记录下来；4. 使用静电电荷计测量电势板上的电荷，并记录下来；5. 通过计算求出电荷在不同位置产生的静电场强度，并记录下来；6. 通过近似球形电荷分布模型，模拟不同电荷分布情况下的静电场，并绘制出不同电荷分布情况下的静电场图。
实验数据：位置（m）| 电势（V）| 电场强度（N/C）| 电荷（C）| 强度（N/C）--------|--------|--------------|--------|---------0.1 | 0.15| 0.6| 3.5 × 10^-4 | 5.4 × 10^30.2 | 0.10| 0.4| 2.2 × 10^-4 | 3.6 × 10^30.3 | 0.07| 0.3| 1.3 × 10^-4 | 2.2 × 10^30.4 | 0.05| 0.2| 9.8 × 10^-5 | 1.5 × 10^30.5 | 0.04| 0.2| 6.7 × 10^-5 | 1.1 × 10^30.6 | 0.03| 0.1| 5.4 × 10^-5 | 8.4 × 10^2实验结果和分析：通过实验可以得出，电场的强度随着距离的增加而逐渐减小，这与理论预测相符合。
静电场描绘实验报告
静电场描绘实验报告
实验目的：
通过实验，描绘静电场的分布情况。
实验材料和设备：
1. 一块带有刻度的平板
2. 一个电源
3. 一根导线
4. 一颗小扁平尖状物体（如针）
实验步骤：
1. 将平板放在桌子上，并向平板上某一处粘贴一张纸。
2. 将电源的正极连接到平板上，将负极接地。
3. 将针固定在导线的一端。
4. 将导线的另一端轻轻地触碰纸面，然后缓慢移动导线，
使针尖在纸上滑动。
5. 观察纸上的针尖留下的痕迹，并记录下来。
实验结果与分析：
在纸上观察到的针尖留下的痕迹是静电场的分布情况。
通
常情况下，针尖周围会出现明显的圆形或椭圆形弧线，这
些弧线代表电场线。
通过观察和记录这些电场线的形状，我们可以了解静电场
的分布情况。
例如，如果电场线较密集且垂直交叉，则说
明该区域存在较强的电场。
反之，如果电场线稀疏且平行，则说明该区域电场较弱。
实验注意事项：
1. 在实验过程中，尽量避免触碰导线和电源以避免触电。
2. 实施实验时，需要注意平板和导线的安全操作以防止意
外发生。
实验结论：
通过实验，我们成功描绘了静电场的分布情况。
静电场的
分布情况可以通过观察针尖在纸上留下的痕迹来进行判断。
这些痕迹是由电场线构成，通过观察电场线的形状可以了
解静电场的分布情况。
静电场的描绘实验报告
静电场的描绘实验报告
实验名称：静电场的描绘
实验目的：通过实验了解静电场的特性，并能够描绘出静
电场的分布。
实验器材：电荷静电电位计、导线、导线夹、静电发生器
实验原理：静电场是由不同电势的电荷所产生的，电位计
可以测量出不同位置的电势值，从而描绘出静电场的分布。
实验步骤：
1. 将电位计和静电发生器连接在一起，并接通电源。
调节
电位计使得电位计的指针指向零位。
2. 将电位计的探针靠近一个电荷，记录下电位计的指针指
向的数值。
3. 将电位计的探针移动到其他位置，记录下电位计的指针
指向的数值。
4. 根据记录的数值，可以计算出不同位置的电势差，从而
得到静电场的分布情况。
5. 可以重复以上步骤，在不同的位置和距离上测量电位差，得到更加精确的静电场的描绘。
实验结果：根据测量得到的数据，可以绘制出静电场的分
布图，通过图形可以直观地了解静电场的特性和分布情况。
实验注意事项：
1. 实验中要小心操作，避免触碰到电荷和导线。
2. 实验过程中要保持电位计的探针与空气隔离，避免测量
结果受到空气电位的影响。
3. 实验结束后，及时关闭电源并进行清洁。
实验讨论和分析：通过实验描绘的静电场分布图，可以发现静电场的电势随距离增加而减小。
静电场的分布图可以用等势线来表示，等势线是连接具有相同电势值的点的曲线，其形状可以反映出静电场的分布。
实验中还可以观察到电势差随距离的变化规律，这可以用电势差和距离的关系来描述，即电势差与距离的平方成反比。
静电场的描绘实验报告
静电场的描绘实验报告静电场的描绘实验报告摘要：本实验旨在通过实验方法对静电场进行描绘，了解静电场的基本特性和规律。
实验过程中，我们使用了静电感应仪器和电场探测仪等工具，通过在不同位置测量电场强度和方向，最终得出了静电场的分布图。
引言：静电场是物理学中的一个重要概念，它是由电荷引起的一种力场。
了解静电场的特性对于理解电荷的相互作用、电场的形成和电荷分布等问题具有重要意义。
本实验旨在通过实验方法对静电场进行描绘，以便更好地理解和掌握静电场的特性。
实验方法：1. 实验器材准备：静电感应仪器、电场探测仪、电荷体等。
2. 实验步骤：a. 将电场探测仪固定在一个平面上，使其能够在平面上自由移动。
b. 将电荷体带电，并将其放置在电场探测仪附近。
c. 移动电场探测仪，记录不同位置的电场强度和方向。
d. 根据记录的数据，绘制静电场的分布图。
实验结果与分析：通过实验记录的数据，我们得到了一系列不同位置的电场强度和方向。
根据这些数据，我们绘制出了静电场的分布图。
从分布图中可以看出，静电场的强度在电荷体附近最大，并随着距离的增加逐渐减小。
同时，电场的方向指向电荷体，表明电场是由正电荷向负电荷方向产生的。
进一步分析发现，静电场的分布与电荷体的形状和电荷量有关。
当电荷体为点电荷时，静电场呈球对称分布；当电荷体为带电导体时，静电场呈现出与导体形状相似的分布。
这说明静电场的分布受到电荷体形状和电荷量的影响。
此外，我们还观察到静电场的分布在空间中是连续变化的。
在电荷体附近，电场强度变化较大；而在远离电荷体的地方，电场强度变化较小。
这表明静电场的强度随着距离的增加而逐渐减小，符合静电场的基本规律。
实验结论：通过本实验的描绘，我们得出了以下结论：1. 静电场的强度在电荷体附近最大，并随着距离的增加逐渐减小。
2. 静电场的方向指向电荷体，表明电场是由正电荷向负电荷方向产生的。
3. 静电场的分布受到电荷体形状和电荷量的影响。
4. 静电场的强度随着距离的增加而逐渐减小，符合静电场的基本规律。
静电场的描绘实验报告
静电场的描绘实验报告实验报告：静电场的描绘引言：静电场是学习物理必须要学习的重要内容之一，为了更好地理解静电场的性质，进行实验来描绘静电场，是非常有意义的。
实验方法：我们使用三种不同的实验设备来描绘静电场，分别是电荷静电力测量仪、电磁感应仪和电势差测量仪。
实验一：电荷静电力测量仪我们用电荷静电力测量仪来测定电荷间的静电力大小及方向，并将数据转换成向量图形表示。
具体实验步骤如下：1.在电荷静电力测量仪上调整两个测量电荷球的距离，并记录下电荷球带的电量。
2.将第一个电荷球放置在原点位置，然后将第二个电荷球移动以便操作者能够得到一系列点的静电力测量值。
3.以第一个电荷球为原点，绘制坐标系，并在坐标系上标出第二个电荷球所处的数据点。
4.通过在点上画出向量表示每个点的静电力大小和方向，并连接向量得出静电场线。
实验二：电磁感应仪在这个实验中，我们使用电磁感应仪来描绘静电场，并观测屏幕上的电荷密度线。
1.在电磁感应仪的探头上加上静电荷，并将探头移至所需的位置。
2.将探头上的传感器与计算机相连，并启动软件。
3.在屏幕上选择并观察电势线和电荷密度线。
4.通过将探头移动至所需的位置，可以观察到整张屏幕上的线性变化，从而描绘整个静电场的图像。
实验三：电势差测量仪在这个实验中，我们使用电势差测量仪来直接测量已知两个电荷之间的电势差，并画出等势面。
1.在两个电荷静电力测量仪上设置两个位置，并测定所需的电势差。
2.以第一个电荷为原点，绘制坐标系并在坐标系中标出第二个电荷的位置。
3.连接每个点上等势线得出整张图像。
结论：经过这三个不同的实验设备，我们可以清晰地描绘出电荷间的静电力、静电场和等势面。
这对我们理解静电学的重要概念和原理是十分有帮助的。
同时，这些实验设备也使我们更深入地了解了静电场的性质和特点。
案例一：静电精密印刷静电精密印刷技术利用静电场的原理来进行数字和图像的高精度印刷。
该技术可将图像印刷到板材上，从而生产出高质量的复杂印刷品。
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预习要求:1.认真阅读本实验指导书，学习用模拟法研究静电场。
2.在正规的实验报告纸上预先写好实验报告的[实验目的]、[仪器和用具]、[实验原理]三部份并在分组实验时呈给指导教师检查。
待实验后再补充完实验报告余下的[实验内容、步骤]、[数据记录] 、[数据处理]、[结果报道] 等部分。
通知：1.将坐标纸裁成cm cm 1414⨯的规格（两张），在其中一张坐标纸的背面（白色那面画一个六等分的圆），具体画法如下：在其中一张坐标纸背面（白色那面）画两条对角线交于一点，以这点为圆心画一个尽量大的圆，此时圆与两条对角线有四个交点，将其中一条对角线擦掉，剩一条对角线与圆有两个交点，分别以这两个交点为等分点，圆的半径为等分长度，在圆上得四个等分点，将这四个等分点对角连线，即得圆六等分。
2.若实验前没按要求将坐标纸裁好并画好一个六等分圆，实验操作分扣10分。
实验中会有个别同学需重做，请多带裁好规格的坐标纸。
3.需带圆规、直尺、铅笔、橡皮擦、坐标纸（按要求裁好的）、复写纸。
若没带这些用具，请不用来上该实验。
4.熟练掌握游标卡尺的读数。
实验三 静电场的描绘[目的]1. 学习用模拟法研究静电场；2. 描绘圆柱形电容器中的等势线。
[仪器和用具]1. 静电场描绘仪（DZ-2型）；2. 静电场描绘仪电源（AC-12型,0-12V 、1KHZ ）；3. 游标尺(0-150mm 、精度：0.02mm )；4. 导线4条；5. 毫米尺（0－200mm ），圆规，计算器；6.坐标纸二张【140×140 (mm)2】，复写纸【140×140(mm)2】注：5和6由学员自带。
[原理]一、静电场与稳恒电流场静电场是静止电荷周围存在的一种特殊物质。
各种电子器件的研制以及化学电镀、静电喷漆等工艺，均需了解带电体或电极间的静电场分布。
但是，除极简单的情况外，大部分情况下不能得到静电场的解析表达式。
为了解决实际问题，一般借助实验的方法来描述电场强度或其电势的空间分布。
但是由于静电场中不存在电流，无法用直流电表直接测量，而用静电式仪表测量，必须用金属探头，然而金属探头伸入静电场中将发生静电感应现象，产生感应电荷，感应电荷的电场叠加于被测的静电场中，改变了静电场原来的分布，使之发生显著的变化，导致测量误差极大。
因此，一般采用间接测量的方法来描述静电场，利用稳恒电流场来模拟测绘静电场的分布，就是一种常用的测量方法。
静电场和稳恒电流场本是不同的场，但是它们都遵守高斯定理，对静电场有()内无电荷）闭合曲面S (0=⋅⎰⎰Sd S E对稳恒电流场，则有()内无电荷源）闭合曲面S (0=⋅⎰⎰S d S j另外，它们也都引入了电势U 的概念且电场强度与电势又存在U ∇=-E的关系，因此描绘出U 的分布即可利用此关系描绘出E的分布。
根据两种场的这种相似性，我们可将不良导体作为电介质，并使其与作为电极的良导体以及输出电压稳定的电源构成闭合电路，从而在不良导体中建立一个稳恒电流场，改变电极和介质的形状，使介质中电流场的电位分布与欲测量的静电场的电位分布完全相似，测出稳恒电流场的电势分布，即可得到相应的静电场的电势分布，根据该电势分布图，描绘出等位线（或等位面）图，再根据电力线与等位线正交的性质，作出电力线图，即可得到静电场的分布图。
上述这种利用规律和形式上的相似，由一种测量代替另一种测量的方法，就称为模拟法。
二、两共轴无限长均匀带电圆柱体间的静电场如图3－1（a ）(h →∞)，设内圆柱A 的半径为a r ，其电势为a U ；外环内半径为b r ，其电势为b U ，则静电场中距离轴心为r 处的P 点的电势r U 可表示为：⎰-=r r a r aEdr U U （3－1）根据高斯定理可知，对于两共轴无限长均匀带电圆柱体系统，垂直于轴线的任一截面S 内，都有均匀分布的如图3－1（b ）的辐射状电力线，这是一个与圆柱中心轴线无关的二维场，即只需研究任一截面上的电场分布即可。
而在二维场中，电场强度E平行于x 、y 平面，其等位面为一簇同轴圆柱面的同心圆，圆等位面与电力线正交。
如图3－1(b ),当b a r r r <<时，电荷均匀分布的两同轴无限长圆柱体内距轴心距离为r 的场强大小为rCE 1= （3－2）式中C 由圆柱体上的线电荷密度决定。
将式（3－2）代入式（3－1）可得)ln(aa r r a r r r C U Edr U U a-=-=⎰（3－3）在r =r b 处，电势值b r U U =代入式（8－3）有)ln(ab a b r r C U U -=整理后可得：)ln(ab b a r r U U C -=（3－4）将此式代入式（3－3），并取U a =U 0，U b =0，整理后可得：)ln()ln(a bbrr r r r UU= 即 或 0)(U r U bab r r r r = （3－5）将式（3－5）方程两边取自然对数的形式可得：)(lnln ln U U r r r r rb a b += （3－6） 式（3－5）和式（3－6）即为两共轴无限长均匀带电圆柱体间静电场中任意点P 的电势U r 与该点距轴心的距离r 的函数关系式。
三、圆柱形电容器的模拟场对圆柱形电容器，当其圆柱的高度h >>r b 时,可将其视为两共轴无限长均匀带电圆柱体。
两圆柱体间的电势分布规律仍如式（3－6）的函数关系，由此关系式可知，在两圆柱体间的任意位置，只要r 相等，其对应的电势值均相等。
可见，以r 为半径的圆柱面上的电势处处相等，因此，任一截面的电势及电场分布的规律均相等，只要模拟一个截面的电势分布，即可反映整个圆柱体间的电势及电场分布情况。
模拟装置可设计为如图3－2所示的结构。
A 、B 电极分别为高度h ≈8mm 的铜质圆柱体及圆环，利用自来水作为两电极间的导电介质；为电源档，即稳定的正弦交流电源。
由于水在稳恒的直流电流场中会产生极化现象，从而在模拟场出现一附加电场，与模拟场的原型不符，使描绘出的等势线产生较大的偏差。
而水在正弦交流电流场中不会产生极化，而稳定的正弦交流电源的电压、电流有效值是稳定的，由此建立的场是稳恒的电流场，其等位线与被描绘的静电场的等位线能够完全相似，故本实验的工作电源改用稳定的正弦交流电源。
因为正弦交流电源对水不产生电解，且正弦交流电源的电压、电流有效值等效于直流电的电压和电流值，所以只要采用稳定的正弦交流电源，当实验中水温基本不变时，通过水中的交流电流有效值可视为稳定的，由此建立的场可视为稳恒的电流场，其等位线与被描绘的静电场的等位线必定相似，实验也证实了这一点；图中，为测量档，即交流毫伏表，用来测定等势线，由于其内阻(大于2M Ω)远远大于A 、B 电极间的电阻值，故电表内阻引入的系统误差完全可略。
设A 电极相对于B 电极的电势值为U 0，A 、B 间介质（水）的等效电阻为R ，流经介质的电流有效值为I ，则根据欧姆定律可得：RU I 0=(3－7)当水为均匀时，由于模拟装置的对称性，则I 又可表示为()⎰⎰⋅=⋅=Sh r j S d j I π2（3－8）式中，h 为水的厚度，r 为测量点P 离A 电极轴心的距离， j 为通过高为h ,半径为r 的圆柱面的电流密度（有效值）。
当电流场空间充满均匀的电导率为．．．．．．．．．．．．．．．σ．的不良导体时．．．．．．，不良导体内的电场强度E '与电流密度矢量j之0)(U Uab brr r r r =间遵循欧姆定律，故根据欧姆定律的微分形式，有E j '=σ (3－9)式中，σ为介质的电导率。
联解式（8－7）、式（8－8）及式(8－9)可得：rC r R h U E 1)1(20'=='σπ （3－10）式中，Rh U C σπ20='=常量。
因为U 0及R 在实验过程中是保持不变的，因此上式是恒定电流场的场强分布表示式，与上述圆柱形电容器中的静电场强分布关系式（3－2）完全相似。
场强的分布确定后，模拟场中各点的电势可根据下式确定c r c c drc c rd E Ur'+-='+-='+⋅'-=⎰⎰ln 1 (3－11)式中积分常数c '由电极的形状即边界条件确定。
当b r r =时，取0==b r U U ，则有：c r c b '+-=ln 0，即 b r c c ln ='，代入式（3－11）可得：bb r r rc r c r c U lnln ln -=+-= （3－12）当a r r =时，0U U r =时由（3－12）可得ba r r c U ln0-= （3－13）将式（3－12）除以式（3－13）可得ab bba b r r r r r U r r r r U U ln ln ln ln== （3－14）或写成)(lnln ln U U r r r r rb a b += （3－15） 式(3-15)与式(3－6)完全一致。
可见，圆柱形电容器中静电场的电力线和等势线与模拟模型的电流场的电流线和等势线具有完全相似的分布，故可用上述的模拟模型来模拟圆柱形电容器中的电势分布，从而描绘出静电场的分布。
归纳以上的讨论可知，电流场模拟静电场的条件为：1. 电流场所用的电极系统应与被模拟的静电场的电极系统的几何形状相似。
2. 稳恒电流场中的导电物质应是不良导体，且电阻率分布均匀。
3. 模拟场所用的电极系统应与被模拟的静电场的电极系统的边界条件相同。
四、实验装置及测绘方法实验装置如图3－3所示，左边分为上、下两层，模拟模型安装在有机玻璃制成的水槽里并置以底层，上层放置记录纸。
记录纸由两张坐标纸（用其背面）和一张复写纸叠加而成，安装时将复写纸夹于两张坐标纸中，再置于记录平台上并用记录纸压紧装置固定好。
等臂记录仪的两根探针通过两铜质弹板固定于同一个手柄座上。
一根探针置于作为导电介质的水中，另一根置于记录纸上方，两根探针始终保持在统一铅垂线上。
移动手柄座时，可保证两探针的运动轨迹是一样的。
实验时，由水中的探针找到待测电势值对应的点后，按压记录纸上的探针，即可利用复写纸在坐标纸上留下测量点的记号，从而描绘出等势线，再根据电力线与等势线正交原理，画出电力线。
这样就可由等势线的间距、电力线的疏密和指向，将抽象的电场形象地反映出来。
[实验内容与要求]利用模拟法描绘圆柱形电容器中等势线的分布。
要求：1. 首先读出游标卡尺的零点读数。
然后，按图3－2连接好电路。
2. 在圆柱形电容器等势线的模拟模型中装入自来水（电容器内外都得充满水，但水的高度不能漫过电极上表面）。
然后，在静电场描绘仪的记录平台上安装好记录纸。