实验报告4-用电流场模拟静电场样本
用电流场模拟静电场实验报告空
用电流场模拟静电场实验报告空
静电场是物理学中重要的基础概念之一，是指物体表面的电荷分布所产生的电场。
在静电学领域中，研究静电场的性质和行为是非常重要的。
电荷在静电场中的运动和排斥作用是静电学的基本现象之一。
为了模拟静电场的行为和性质，我们可以使用电流场模拟技术。
本次实验使用电流场模拟技术来模拟静电场的行为。
实验设备包括电流源、磁场感应线圈、实验平台等。
首先，我们在实验平台上放置了一个电荷体，然后将电流源连接到磁场感应线圈上。
当电流通过线圈时，会产生一个磁场。
这个磁场会对电荷体产生力，并使其受到电荷排斥作用。
我们可以使用电流场模拟软件来观察静电场的行为。
软件提供了多种工具，可以帮助我们观察电荷的运动轨迹和电场的分布。
在实验过程中，我们可以通过调整电流源的电流强度和方向来控制磁场的强度和方向。
这样可以观察到电荷体在不同的磁场下的运动轨迹和受力情况。
在实验中，我们可以使用电荷体模拟静电荷分布。
我们可以将不同数量和分布方式的电荷体放置在实验平台上，然后通过控制电流源的电流来模拟不同的磁场环境。
在观察电荷的运动轨迹时，我们可以发现电荷体在受到电场作用下的受力情况。
一些电荷体会相互排斥并推动彼此，而一些电荷体则会被静止在原地。
这些现象都可以归因于电场的作用。
总之，电流场模拟技术是研究静电场行为和性质的一种有效手段。
通过模拟技术，我们可以更好地理解静电场的性质和行为，并预测不同电荷体之间的运动情况。
这对于静电学领域的研究和应用都具有重要的意义。
大学物理实验用电流场模拟静电场
于： K Ua
lnblna
U r 用其替代实验中的真值。
0
数据表： b=
a=
n Vr(v) 1
23
4
56
7
89
r1
r2
r3
r4
r5
r6
r7
r8
（2）描绘聚焦电极的电场分布( 选做）
利用图所示模拟模型，测绘阴极射线示波管内聚 焦电极间的电场分布。 要求测出7—9条等位 线，相邻等位线间的 电位差为1伏。该场 为非均匀电场，等位 线是一蔟互不相交的 曲线，每条等位线的 测量点应取得密一些。 画出电力线，可了解 静电透镜聚焦场的分布特点和作用，加深对阴极射线 示波管电聚焦原理的理解。实验过程省略。
3、同轴圆柱间等位线与电力线的分布
rb ra rr
（1）数据处理与误差分析
Ur
U0
lnrb rr
lnrb ra
lnrr lnrrbaU10Urlnrb
结果可知 ln rr 与 U r 有如同以下图形的线性关
系其斜率 ln rb 1 正好是 1 ，其中 K
ra U 0
K
2 0
ln rr
是一常数，按本实验的边界条件,等
（4）：在电极架板上的适当位置压上白纸，测绘不同 电势数值的等势线。移动探针座，让上下探针在电极板 上缓慢移动，同时注意电压表读数。当读数达到所需电 势值时，按下探针，在描图纸上确定一个点。按同样的 方法得到与这一电势值对应的一系列等电势点，连接这 些等势点就构成了一条等势线。
点击下图观看操作过程
4、有相同的边界条件，电流场中电流线与静电场 中电力线形状相同。
（3）模拟条件：
1、需要建立一个均匀分布导电 物质的平面空间。
用稳恒电流模拟静电场实验报告
用稳恒电流模拟静电场实验报告用稳恒电流模拟静电场实验报告引言：静电场是物理学中的一个重要概念，它在我们的日常生活中无处不在。
为了更好地理解静电场的特性和行为，我们进行了一项实验，使用稳恒电流来模拟静电场。
本报告将详细介绍实验的目的、方法、结果和讨论。
实验目的：本实验的目的是通过使用稳恒电流模拟静电场，观察电流在导体表面的分布情况，并验证静电场的基本特性。
实验方法：1. 准备材料：一块导电板、一台稳恒电流源、导线等。
2. 将导电板放置在一个平整的表面上，并确保其与地面保持良好的接触。
3. 将稳恒电流源与导电板连接，确保电流源的输出电流稳定。
4. 打开电流源，调节输出电流至所需数值。
5. 使用导线将导电板上的不同位置连接起来，以形成一个闭合回路。
6. 使用电流表测量导线上不同位置的电流强度。
实验结果：在实验过程中，我们观察到导线上的电流分布情况。
在导线的中心位置，电流强度最大，逐渐向两侧减小。
这与静电场中电场强度的分布类似，即电场强度在电荷周围最大，随着距离的增加逐渐减小。
这个实验结果验证了稳恒电流可以模拟静电场的特性。
讨论：通过本次实验，我们可以得出一些结论和讨论。
首先，稳恒电流模拟静电场是可行的，我们可以通过观察电流分布来了解静电场的特性。
其次，实验结果与理论预期相符，这进一步验证了静电场的基本特性。
此外，我们还可以通过改变导线的形状、大小和材料等因素来研究静电场的不同特性。
这些研究对于深入理解静电场的行为和应用具有重要意义。
实验的局限性：然而，本实验也存在一些局限性。
首先，我们使用的是稳恒电流源模拟静电场，而真实的静电场往往是由静电荷产生的。
因此，实验结果与真实静电场的行为可能存在一定的差异。
其次，我们的实验只涉及了导线上的电流分布情况，对于其他形状的导体或非导体的静电场行为尚未涉及。
未来的研究可以进一步扩展实验的范围，以更全面地理解静电场的特性。
结论：通过使用稳恒电流模拟静电场的实验，我们验证了电流在导体表面的分布情况与静电场的特性相似。
用电流场模拟静电场 - 副本
阜阳师范学院大学物理实验报告
所以只要模拟与轴线垂直的横截面即可。
2.恒定电流场模拟静电场的实验条件是什么？
实验条件首先要求不良导体在两极间区域内其电导率是常数，并保持其厚度不变，其次要量电势的仪表中无电流通过。
讨论：为什么不良导体内的电场分布与真空中的静电场分布相同？
因为在不良导体内没有电流通过时，单位时间流出体积元的电荷被流入的同号电荷所替代，体积元内成电中性。
换言之，真空中的静电场是由电极上的电荷产生的，而有恒定电流通过的不良导体中，电场也是由电极上是电荷产生的。
不同的是静电场中电极上的电荷静止不动，而恒定电流场中的电荷达到动态平横，呈点中性。
因此哦，两种状况下的电场分布是相同的。
注：
1、所有电子版实验报告必须使用统一摸版，内容按
统一规定编辑。
否则不与受理。
2、学院、班、姓名等用宋体（正文）五号，不要
加粗。
3、实验名称用宋体（正文）四号，不要加粗。
4、其余项目统一用宋体（正文）五号，不要加粗。
5、报告内容中出现英文字母或英文单词统一用
Times New Romar五号，不要加粗。
6、报告内容公式统一用Word公式编辑器编写。
公式3.0）。
用恒定电流场模拟静电场实验报告
用恒定电流场模拟静电场实验报告示例文章篇一：《用恒定电流场模拟静电场实验报告》嘿，亲爱的小伙伴们！今天我要给你们讲讲我做的那个超级有趣的用恒定电流场模拟静电场的实验！实验前，老师就跟我们说这个实验可神奇啦，能让我们看到平时看不到的电场“模样”。
我心里那个好奇呀，就像有只小猫在挠痒痒，迫不及待地想开始。
我们先准备了一堆东西，什么导电纸、电极、电源、电压表等等。
看着这些家伙什儿，我心里直犯嘀咕：“它们真能帮我们模拟出静电场？”实验开始啦！我和小组的小伙伴们眼睛都瞪得大大的。
我们把导电纸铺平，就像给小电场准备了一张舒适的大床。
然后把电极小心翼翼地放上去，那模样，简直比照顾小宝宝还小心。
我看着小伙伴操作，着急地说：“轻点儿，轻点儿，别把电极弄歪啦！”小伙伴白了我一眼：“知道啦，你别在旁边瞎嚷嚷！”电源接通的那一刻，我感觉自己的心都跟着“砰砰”跳起来。
电压表的指针开始摆动，就像一个小精灵在跳舞。
我们赶紧记录下数据，那认真劲儿，仿佛我们是大科学家在做超级重要的研究。
测量的时候可费劲啦！一会儿这个数据不太对，一会儿那个位置又偏了。
我忍不住抱怨：“哎呀，这也太难搞了吧！”另一个小伙伴鼓励我说：“别灰心，咱们再仔细点儿！”经过好一番折腾，数据终于收集得差不多了。
我们看着那些密密麻麻的数字，脑袋都有点大了。
“这可怎么分析呀？”我愁眉苦脸地说。
不过，办法总比困难多！我们一起讨论，一起计算，慢慢地好像摸到了一些门道。
就好像在黑暗中走了好久，终于看到了一丝亮光。
你说这静电场看不见摸不着的，我们居然能用恒定电流场来模拟它，这难道不神奇吗？这就好比我们看不到风，但能通过飘动的树叶感受到风的存在一样。
最后得出的结论就是，通过这个实验，我们成功地用恒定电流场模拟出了静电场，让那些原本抽象的东西变得具体起来。
这让我深深感受到，科学的世界真是充满了奇妙和惊喜，只要我们敢于探索，就能发现更多的奥秘！怎么样，小伙伴们，你们是不是也觉得这个实验很有趣呢？示例文章篇二：《用恒定电流场模拟静电场实验报告》嘿！同学们，今天我要跟你们分享一个超级有趣的实验——用恒定电流场模拟静电场！在开始之前，我满怀着好奇和期待，心里一直在想：这到底能不能成功呢？老师把我们分成了几个小组，我和我的小伙伴们都摩拳擦掌，准备大干一场。
用电流场模拟静电场实验报告
用电流场模拟静电场实验报告一、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势概念的理解。
3、描绘出给定电极的静电场分布。
二、实验原理静电场是由静止电荷所激发的，一般情况下，带电体的电荷量及分布比较复杂，直接测量静电场的分布比较困难。
但静电场和稳恒电流场都遵守高斯定理和环路定理，对于静电场，电场强度的环流为零；对于稳恒电流场，电流密度的环流也为零。
因此，这两种场在一定条件下具有相似的空间分布，只要保证电流场中的电极形状与静电场中的带电体形状相同，边界条件相同，并且电流场中的导电介质是均匀的，电流场的分布就与静电场的分布相似。
所以，可以用稳恒电流场来模拟静电场进行测量。
三、实验仪器静电场描绘仪、直流稳压电源、电压表、坐标纸、金属电极（同轴圆柱形电极、平行板电极、聚焦电极）、连接导线等。
四、实验内容1、连接电路将直流稳压电源的输出端与静电场描绘仪的输入端相连，注意正负极的连接。
2、选择电极本次实验分别选用了同轴圆柱形电极、平行板电极和聚焦电极进行测量。
3、测量电势在电极间放入坐标纸，用探针在坐标纸上选取若干等间距的点，测量这些点的电势值，并记录下来。
4、数据处理根据测量得到的数据，在坐标纸上描绘出等势线，然后根据等势线描绘出电场线，从而得到静电场的分布情况。
五、实验步骤1、熟悉静电场描绘仪的使用方法，了解各个旋钮和开关的功能。
2、按照实验电路图连接好电路，检查电路连接是否正确，确保无误后打开直流稳压电源。
3、选择同轴圆柱形电极进行实验。
先在电极间铺上坐标纸，将探针与电压表相连，移动探针，在坐标纸上选取一系列等间距的点，测量这些点的电势值。
测量时，探针应与坐标纸垂直，且与电极表面保持良好接触。
4、记录测量得到的数据，包括每个点的坐标和对应的电势值。
5、更换平行板电极，重复步骤 3 和 4，测量平行板电极间的电势分布。
6、再更换聚焦电极，再次重复步骤 3 和 4，测量聚焦电极的电势分布。
用电流场描绘静电场实验报告
用电流场模拟静电场【实验目的】1.模拟方法来测绘具有相同数学形式的物理场。
2.分布曲线及场量的分布特点。
3.深对各物理场概念的理解。
4.步学会用模拟法测量和研究二位静电场。
【实验仪器】GVZ-3 型导电微晶静电场描绘仪【实验原理】模拟法本质上使用一种易于实现、便于测量的物理状态或过程模拟不易实现、不便测量的状态和过程，要求这两种状态或过程有一一对应的两组物理量，且满足相似的数学形式及边界条件。
一般情况，模拟可分为物理模拟和数学模拟，对一些物理场的研究主要采用物理模拟（物理模拟就是保持同一物理本质的模拟），例如用光测弹性模拟工件内部应力的分布等。
数学模拟也是一种研究物理场的方法，它是把不同本质的物理现象或过程，用同一数学方程来描绘。
对一个稳定的物理场，若它的微分方程和边界条件一旦确定，其解是唯一的。
两个不同本质的物理场如果描述他们的微分方程和边界条件相同，则他们的解是一一对应的，只要对其中一种易于测量的场进行测绘，并得到结果，那么与它对应的另一个物理场的结果也就知道了。
由于稳衡电流场易于实现测量，所以就用稳衡电流场来模拟与其具有相同数学形式的其他物理场。
我们还要明确，模拟法是实验和测量难以直接进行，尤其是在理论难以计算时，采用的一种方法，它在工程设计中有着广泛的应用。
(一)模拟长同轴圆柱形电缆的静电场稳恒电流场与静电场是两种不同性质的场，但是他们两者在一定条件下具有相似的空间分布，即两种遵守规律在形式上相似，都可以引入电位U ,电场强度U -∇=E ，都遵守高斯定律。
对于静电场，电场强度在无源区域内满足以下积分关系⎰=⋅S dS E 0 ⎰=⋅Ldl E 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：⎰=⋅s dS j 0 ⎰=⋅L dl j 0由此可见 E 和 j 在各自区域中满足同样的数学规律。
在相同边界条件下，具有相同的解析解。
因 此，我们可以用稳恒电流场来模拟静电场。
大学物理实验用稳恒电流场模拟静电场
模拟
相似性
+
+
-
-
同轴电缆静电场推导过程（不要求，了解） λ电荷线密度 ε真空介电常数
同轴电缆电位推导过程（不要求，了解）
圆柱形电流场和电位（稳恒电流场）推导（不要求，了解） σ电导率
模拟实验法： 精度不高，但对于一般工程设计来说，已能满足要求 在科学实验研究中应用广泛 模拟
不易实现，不易测的物理状态或过程
解析法：
什么是模拟法？
电场分布
易于实现，易测的物理状态或过程
少数几种简单情况
模拟实验法：
a. 物理模拟 ：保持同一物理场本身，把相同的物理现象/过程缩小或放大模拟再现。如“风洞”的飞机模型，模拟实际飞机在大气中飞行。
b. 数学模拟：两个不同本质的物理过程，用同一个数学方程来描述。
为什么不直接测静电场， 而要用稳恒电流场模拟静电场？
直接测静电场存在困难： 静电场中没有电流，电磁式电表不会偏转。 若探针伸入静电场，探针会产生感应电荷，使原电场产生显著畸变。
稳恒电流场与静电场是否具备模拟条件？
是否可以用稳恒电流场模拟静电场？
圆柱形电流场和电位
U1=10V，U2=0V r1=1.0cm，r2=10.0cm 可见圆柱形电极的等位线是同心圆。 场中任一半径r处的电位： 常数K2=10/ln10=4.34 U1=10V U2=0V
2、静电场的测绘方法
同轴圆柱电缆电场 场强E在数值上等于电位梯度，方向指向电位降落的方向。 两点电荷电场
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1、电流场与静电场比较： 等效性?
静电场： 电场强度
两场服从的规律： 数学形式相同， 且边界条件相同 稳恒电流场： 电流连续方程
用电流场模拟静电场实验报告(空)
用电流场模拟静电场实验报告(空)
本实验旨在通过电流场模拟静电场，探究静电场的基本特性和规律。
实验步骤：
1.搭建电流场模型：在实验采用的芯片上，放置多个金属针，针与针之间保持均等的间隔。
2.调整电压大小：接通电源，调整电压大小，使得金属针上出现能量线。
3.测量电势差：在芯片上不同位置上分别进行电势差测量，记录数据。
4.绘制电势差图：利用所测得到的数据绘制出电势差图。
5.观察电场强度分布：根据电势差图，观察电场强度分布情况，探究不同形状、大小的金属物体对电场分布的影响。
实验结果：
通过实验，我们得到了一些关于静电场的基本特性和规律：
1.电势差与电场强度成反比例关系，即电场越强，电势差越小。
2.在金属物体表面，电场强度为0，即静电场不会穿过金层物体，只会沿着物体表面流动。
3.金属物体的大小、形状对静电场分布有着明显的影响。
静电场是一种无形的能量场，它的性质和规律都可以通过电流场模拟得到，我们能够通过调整电压大小、测量电势差等方法，观察到静电场的强度分布情况，探究不同形状、大小的金属物体对静电场分布的影响。
这一实验结果可以为学者研究静电场的性质和应用提供有益的参考。
实验报告4用电流场模拟静电场样本
用电流场模拟静电场一、实验目的1．学习用模拟方法来测绘具有相同数学形式的物理场。
2．描绘出分布曲线及场量的分布特点。
3．加深对各物理场概念的理解。
4．初步学会用模拟法测量和研究二维静电场。
二、实验原理1．用稳恒电流场模拟静电场静电场是真空中静止的电荷产生的电场，静电场用空间各点的电场强度E 和电位V 来描述。
使用等位面和电场线的概念可以使电场的描述形象化。
直接测量静电场是很困难的，而稳恒电流场与静电场在是本质上不同的，但在一定条件下导电介质中稳恒电流场与静电场的描述具有类似的数学方程，因而可以用稳恒电流场来模拟静电场。
对静电场，在无源区域内有：⎰=•sdS E 0，⎰=•ldl E 0对稳恒电流场，在无源区域内有：⎰=•sdS j 0，⎰=•ldL j 02．同轴电缆的电场分布及同轴圆柱面电极间的电流分布.在真空中有一个半径为r 1=a 的长圆柱体A （A 是导体）和一个半径为 r 2 =b 的长圆筒导体B ，它们中心轴重合，带等量异号电荷，则在两个电场间产生静电场。
由静电场知识可得距轴r 处的电位为abr bU U r lnln= 则r a b U E 1ln 0⋅=由稳恒电流知识可得abr bU U r lnln0=' r a b U E r 1ln 0⋅='三、实验仪器GVZ-3型导电微晶静电场描绘仪（包括导电微晶，双层固定支架，同步探针等） 四、实验内容1. 连接电路,将电压校正为10.00V .2. 从1V 开始,平移探针，由导电线微晶上方的探针找到等位点后，按一下记录纸上方的探针，测出一系列等位点，用相同方法分别描绘出四种不同形状电极的等位线图（7~8条）。
3. 描绘同同轴电缆的静电场分布。
以每条等位线上各点到原点的平均距离r 为半径画出等位线的同心圆簇。
现出电场线，指出电场强度方向，得到电场分布图。
4. 描绘同其它三种不同形状电极的静电场分布。
五、注意事项1． 测量过程中要保持两电极间的电压不变。
电流场模拟静电场
【问题的提出】 【实验原理】 【实验仪器】 【实验任务与要求】 【数据处理】 【分析讨论】 【预习题】 【思考题】
【问题的提出】
随着静电场应用，静电防护和静电现象研究的日益深入，常需要确定带电体周围的电场 分布情况，用计算方法求解静电场的分布一般比较复杂和困难，而且直接测量静电场需要复 杂的设备，对测量技术的要求也高。因为测量仪器的介入，会导致原静电场的显著畸变，为 此模拟法成为研究和测量静电场的一种重要方法。
当电子束进入非均匀电场前半区时，那些不沿圆筒中心线前进的电子，除了受到电场沿 轴线方向向前的拉力 Fx 作用外，还受到电场径向拉力 Fr 的作用，使电子向轴线靠拢。当电 子进入非均匀电场后半区时，虽然受到的径向拉力 Fr 使电子离开轴线，但因电子在电场中 的加速作用下，速度加快了，所以电子通过后半区的时间比前半区时间短。这样，电子在前 半区受到拉向轴向的作用，大于后半区电场对电子从轴向拉开的作用，总的效果是对电子起 聚焦作用。
将（2）及（3）代入，有
（3）
Vr′
=
VA
ln ⎛⎜ ⎝
rb r
⎟⎞ ⎠
ln⎜⎜⎝⎛
rb ra
⎟⎟⎠⎞
（4）
式（4）和（1）相同。即静电场与模拟场的分布相同，可以用稳怛电流场模拟静电场。 事实上，并不是任何电极组态的静电场和模拟场的电势分布函数都能计算出来，正因为如此， 用模拟法来测定静电场的分布才显得非常重要。
电极
电极
测量中每找到一个等位点，按一下
探针打点纪录。（注意在坐标纸上要
电力线
标明电极位置、极性及形状）。
电子轨迹
2．用同样的方法测绘示波管电
子枪的聚焦电场分布图
聚焦电场的作用；在示波器里
用恒定电流场模拟静电场
y 2
z 2
在相同的边界条件下，这两个方程的特解相同，即这两种场的电势分布相似。实验中只 要两种场的带电体的形状和大小，相对位置以及边界条件一样，就可以用电流场来研究和测 绘静电场的分布。
下面以同轴圆柱形电极的静电场和相应的模拟场——稳恒电流场来讨论这种等效性。
图 1 同轴圆柱电极(a)及其静电场分布图(b)
2、 同轴圆柱电极模拟场等势线电压分布表
等势线测量点 r1 (cm) r2 (cm) r3 (cm) r4 (cm) 平均值 r (cm)
理论值 r 理(cm)
U1 (7.0V)
1.43
1.30
1.25
1.21
1.37
1.34
U2 (5.0V)
1.90
1.90
1.78
1.85
1.91
1.88
U3 (3.0V)
实验中把连接电源的两个电极放在不良导体如稀薄溶液（或水）中，在溶液中将产生电
流场。电流场中有许多电势彼此相等的点，测出这些电势相等的点，描绘成面就是等势面。
这些面也是静电场中的等势面。通常电场分布是在三维空间中，但在水中进行模拟实验时，
测出的电场是在一个水平面内的分布。这样等势面就变成了等势线，根据电场线与等势线正
述困难，本实验采用数学模拟法，仿造一个与待测静电场分布完全一样的电流场（称为模拟
场），使它的分布和静电场的分布完全一样，当用探针去探测模拟场时，它不受干扰，因此可
以间接测出被模拟的静电场。
一般情况下，要进行数学模拟，模拟者和被模拟者在数学形式上要有相同的方程，在相
同的初始条件和边界条件下，方程的特解相同，这样才可以进行模拟。由电磁学理论可知，
4、 将电表转换开关拨向“探测”，让探针接触中心电极，调节电压至 10V（细调）。若 中心电极的电压显示为 0V，则改变电源电压输出极性。
模拟法测绘静电场实验报告范文[对模拟静电场实验的探讨]
![模拟法测绘静电场实验报告范文[对模拟静电场实验的探讨]](https://img.taocdn.com/s3/m/a38effdb5122aaea998fcc22bcd126fff7055d14.png)
模拟法测绘静电场实验报告范文[对模拟静电场实验的探讨]当我们将一个电极和另一个电极按一定位置摆放时，它们就会相互作用，这种作用可以通过电场分布形象地表达出来。
当两个电极都是同性电极时，其电场线呈相互排斥分布；而当两个电极是异性电极时，其电场线呈相互吸引分布。
然而我们如何去描述和表达这种电场的分布呢？以前我们就学过了静电场的描绘：将正负电极按一定的距离置于导电介质分布均匀的导电纸上；然后任意选取一个参考点，把灵敏电流计一端接此点，另一端移动寻找出一系列使电流示数为零的点，这些点的连线就是一条等势线（等势点间没有电势差，也就不会有电流通过电流计）；再用同样的方法描绘出几条不同的等势线；最后描绘出一系列垂直于等势线的平滑曲线，且由正极指向负极，这些有向曲线就是电场线。
电场线的分布越紧密，说明此处的电场强度越强。
相反，如果电场线的分布越稀疏，说明此处的电场强度越弱。
这一系列的电场线的分布就体现了两个电极间的实际的抽象的电场分布。
本次实验我们采用了一种新的思想去解决这个旧的问题——用电流场模拟静电场。
用电流场模拟静电场属于代替或类比模拟。
为何可以可以进行模拟？我们是如何进行实验设计和操作的？它与用灵敏电流计探点描绘相比是否有优越之处？优越在哪里？下面将对“‘同轴电缆横截面上的电场分布图’和‘聚焦电极横截面上的电场分布图’的描绘”实验的分析作为解答. 这种模拟是有理论根据的，本实验采用均匀导电介质中的稳恒电流场来模拟真空中的静电场，因为均匀导电介质中的电流场和真空中的静电场具有有相似性。
这两种场可以分别用两组对应的物理量来描述，这两组物理量遵循数学形式上相同的物理规律。
当电流场中的电极与静电场中的导体具有相同的形状和位置时，它们就会有相同的电位分布。
我们可以通过用伏特表测量稳恒电流场的电位分布来描绘静电场的电位分布。
对无限长同轴圆柱形电缆的静电场的剖析：由正负电极组成的同轴圆柱形电缆（如图（2））的静电场中的等势面是一个个同轴圆柱面，而且任意一个垂直于轴线的横截面有相同的电场分布（如图（3）），当然等势线的分布也一样。
用稳恒电流模拟静电场实验报告
用稳恒电流模拟静电场实验报告一、实验目的1、学习用稳恒电流场模拟静电场的原理和方法。
2、加深对静电场概念和电场线、等势线分布规律的理解。
3、掌握测绘电场分布的实验技能。
二、实验原理静电场是由静止电荷产生的，其电场强度和电势分布取决于电荷的分布情况。
但直接测量静电场存在困难，因为测量仪表的介入会导致原电场分布发生变化。
而稳恒电流场与静电场在一定条件下具有相似的性质，可以用稳恒电流场来模拟静电场进行测量。
对于导电介质中的稳恒电流场，电流密度矢量 J 与电场强度矢量 E之间满足欧姆定律的微分形式：J ＝σE，其中σ 为介质的电导率。
在均匀导电介质中，电导率σ 为常数，所以电场强度 E 与电流密度 J 成正比。
又因为电流线与电场线的分布相似，等势面与电流线处处正交，所以可以通过测量稳恒电流场的分布来模拟静电场的分布。
本次实验采用同轴圆柱面电极间的电场作为模拟对象。
设同轴圆柱面电极的半径分别为 r₁和 r₂（r₁＜ r₂），电极间加电压 U，根据高斯定理可求得圆柱面间的电场强度为：E ＝ U ／（r₂ r₁) ln(r₂／ r₁)其电势分布为：V ＝ U ln(r ／ r₁) ／ ln(r₂／ r₁)在模拟实验中，用稳恒电流场模拟上述静电场，只要保证电极形状和相对位置与静电场中的相同，并且电导率分布均匀，就可以用稳恒电流场中的电势分布来模拟静电场中的电势分布。
三、实验仪器1、静电场描绘实验仪。
2、探针。
3、数字电压表。
四、实验步骤1、连接实验仪器将静电场描绘实验仪的电源接通，调节输出电压至合适值。
将数字电压表与实验仪的测量端连接好。
2、选择测量点在坐标纸上确定测量点的位置。
对于同轴圆柱面电极，选择一系列与电极轴线垂直的平面上的点进行测量。
3、测量电势将探针在选定的测量点上移动，使探针与电极表面接触良好，读取数字电压表的示数，即为该点的电势值。
4、记录数据将测量得到的电势值和对应的测量点坐标记录在表格中。
5、重复测量为了提高测量的准确性，在每个测量点上进行多次测量，取平均值作为最终的测量结果。
用电流场模拟静电场实验报告
用电流场模拟静电场实验报告用电流场模拟静电场实验报告引言：静电场是物理学中一个重要的概念，它描述了带电物体周围的电场分布。
为了更好地理解静电场的性质和行为，本实验采用了电流场模拟静电场的方法，通过模拟电流的流动来观察电场的分布和性质。
本报告将详细介绍实验的目的、原理、实验装置和实验结果，并对实验结果进行分析和讨论。
一、实验目的本实验的目的是通过电流场模拟静电场，探究静电场的分布特性，进一步加深对静电场的理解，并通过实验结果验证理论推导。
二、实验原理静电场是由带电物体周围的电荷引起的，而电流场是由电荷的流动引起的。
在本实验中，我们利用电流场来模拟静电场，通过模拟电流的流动来观察电场的分布和性质。
根据安培定律，电流通过导线时会产生磁场，而根据法拉第电磁感应定律，变化的磁场会产生感应电动势。
在实验中，我们使用了一个带有导线的电流源，通过改变导线的位置和形状，可以改变电流的分布和方向，从而模拟不同形状和分布的静电场。
三、实验装置本实验所需的装置包括电流源、导线、电流表、电压表和示波器。
电流源用于提供稳定的电流，导线用于传输电流。
电流表和电压表用于测量电流和电压的大小。
示波器用于观察电流的波形和变化。
四、实验步骤1. 将电流源连接到导线上，调节电流源的电流大小和方向。
2. 将导线放置在所需的位置和形状，观察电流的分布和方向。
3. 使用电流表和电压表测量电流和电压的大小，并记录下来。
4. 使用示波器观察电流的波形和变化，并记录下来。
5. 根据实验数据，分析电流场的分布和性质，并与理论推导进行对比。
五、实验结果通过实验，我们观察到了不同形状和分布的电流场，并测量了相应的电流和电压大小。
根据实验数据，我们可以绘制出电流场的分布图，并进一步分析电流场的特性。
六、结果分析与讨论根据实验结果，我们可以看出电流场的分布与导线的形状和位置有关。
当导线呈直线时，电流场呈线状分布；当导线呈环形时，电流场呈环状分布。
此外，我们还观察到电流场的强弱与电流的大小和导线的长度有关。
电流场模拟静电场实验报告
电流场模拟静电场实验报告篇一：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??EjdSEdlbUaba00E?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?VAlnb ba（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。
静电场绘测实验报告
用电流场模拟静电场一、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概念的理解。
3.能在坐标纸上准确描绘同轴电缆的静电场分布。
4.理解并掌握“模拟法”间接测绘静电场的理论依据。
二、实验原理静电场和稳恒电流场虽是两个截然不同的电场，但可以用稳恒电流场中的电位分布来模拟静电场的电位分布。
对于均匀带电的长直同轴柱面的静电场可以用圆片形金属电极A和圆环金属电极 B所形成的电流场来描绘。
图1同轴电缆的静电场图2同轴电缆的电流场下面比较两种场半径为r处的电势的表达式：1.静电场2πετ=E r R n dr l d E V R r000220πετπετ=⋅=⋅=⎰⎰设内圆柱与同轴柱面间的电势为0V ，则0000220r R n dr V R r πετπετ=⋅=⎰r R nr R n V V 000 ⋅= （1）2.稳恒电流场设任意处的电流密度为j ，电阻率为ρ，则该处场强. rtIj E πρρ2==（其中t 为电纸厚度） rR n t I r dr t I d E V R r 0'220 πρπρ===⎰⎰ 设加在A 、B 两极间的电势差为'0V ，则 00'02200r R n t I r dr t I V R r πρπρ==⎰则r R n r R n V V 0000 ⋅'= （2）比较（1），（2）两式可知，在离开圆心r 处两场电势有完全相同的表达式。
故可用稳恒电流场模拟静电场。
三、实验仪器EQC-2型双层式静电场测绘仪一套，直流稳压电源(10V ，1A)，电压表四、实验步骤1. 将导电玻璃上内外两电极分别与直流稳压电源的正负极相连接，电压表正负极分别与同步探针及电源负极相连接。
调节电源电压到10.0V 。
2. 移动同步探针测绘同轴电缆的等位线簇。
相邻两等位线间的电位差为1伏，共测八条等位线，每条等位线测定出八个均匀分布的点。
3. 以每条等位线上各点到原点的平均距离为半径画出等位线的同心圆簇。
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用电流场模拟静电场
一、实验目的
1．学习用模拟方法来测绘具有相同数学形式的物理场。
2．描绘出分布曲线及场量的分布特点。
3．加深对各物理场概念的理解。
4．初步学会用模拟法测量和研究二维静电场。
二、实验原理
1．用稳恒电流场模拟静电场
静电场是真空中静止的电荷产生的电场，静电场用空间各点的电场强度E 和电位V 来描述。
使用等位面和电场线的概念可以使电场的描述形象化。
直接测量静电场是很困难的，而稳恒电流场与静电场在是本质上不同的，但在一定条件下导电介质中稳恒电流场与静电场的描述具有类似的数学方程，因而可以用稳恒电流场来模拟静电场。
对静电场，在无源区域内有：⎰=•s
dS E 0，⎰=•l
dl E 0
对稳恒电流场，在无源区域内有：⎰=•s
dS j 0，⎰=•l
dL j 0
2．同轴电缆的电场分布及同轴圆柱面电极间的电流分布.
在真空中有一个半径为r 1=a 的长圆柱体A （A 是导体）和一个半径为 r 2 =b 的长圆筒导体B ，它们中心轴重合，带等量异号电荷，则在两个电场间产生静电场。
由静电场知识可得距轴r 处的电位为
a
b
r b
U U r ln
ln
= 则r a b U E 1ln 0⋅=
由稳恒电流知识可得a
b
r b
U U r ln
ln
0=' r a b U E r 1
ln 0⋅='
三、实验仪器
GVZ-3型导电微晶静电场描绘仪（包括导电微晶，双层固定支架，同步探针等） 四、实验内容
1. 连接电路,将电压校正为.
2. 从1V 开始,平移探针，由导电线微晶上方的探针找到等位点后，按一下记录纸上方的探针，
测出一系列等位点，用相同方法分别描绘出四种不同形状电极的等位线图（7~8条）。
3. 描绘同同轴电缆的静电场分布。
以每条等位线上各点到原点的平均距离r 为半径画出等位
线的同心圆簇。
现出电场线，指出电场强度方向，得到电场分布图。
4. 描绘同其它三种不同形状电极的静电场分布。
五、注意事项
1． 测量过程中要保持两电极间的电压不变。
2． 实验时上下探针应保持在同一铅垂线上，否则会使图形失真。
3． 记录纸应保持平整，测量时不能移动。
4．数据要保留到小数点后一位，且lnr小数后的位数与真数的位数相同。
U曲线坐标轴的选取（lnr是y轴）。
实
六、数据处理
1．描绘同轴电缆的静电场分布如图1
2．
U=，a=0.50cm，b=7.50cm
作lnr-
实U 图得到一条直线，验证了
lnr=lnb-0
)
a ln(U
b U r 。
根据软件分析得到此直线的表达式是Y=，令X=0时得到r b =7.80cm ，令X=10时，得到r a =0.386cm ，定值a=0.5cm ，b=7.5cm 。
0.3860.522.8%0.5a E -=
=，7.807.5
4.0%7.5
b E -==
七、思考题:
1方场强小，等位线疏的地方场强大。
2．U 实（V ）
lnr
Lnr-U 实图
象
答：从实验结果说明电极的电导率远大于导电介质的电导率。
如不满足这条件，如对于同轴电缆，实验得到的等位线将是不规则的。
3．在描绘同轴电缆的等位线簇中时，如何正确确定圆形等位线簇的圆心，如何正确描绘圆形等位线
答：确定同心圆簇的圆心，可在圆周边任取三个点，根据几何知识，该三角形的两条边的垂直平分线的交点为圆心。
4、如果把实验时的电源电压增大一倍，等位线和电力线的形状是否发生变化电场强度和电位
分布是否发生变化为什么
答：电源电压增大一倍描绘得出的静电场图线与原来用10V电源时的图线形状是相同的。
只是各等位线的位置有所变化，如1V等位线的半径变大了。