静电场的描绘

物理实验-静电场的描绘-实验报告.doc实验目的：通过实验观察、描绘静电场分布情况，熟悉静电场的特性，掌握静电场的描绘方法。

实验原理：静电场是指由电荷分布所产生的空间区域内的电场。

在静电场中，如果放置一个试验电荷，试验电荷会受到电场力的作用，力的方向与电场方向相同或相反，力的大小与电场强度成正比。

静电场的描述有两种方法：一是采用电势来描述电场，二是采用电场线（或称力线）来描述电场。

电势表示一点在电场中所拥有的能量，是以单位正电荷所需要做的功为基础建立的电势能单位。

图1是电势线示意图，在同一电势面上，电势值相同。

在电势降低的方向移动，电场强度也随之增加。

图1 电势线图电场线表示电荷在电场中运动所受的力的方向和大小，是从正电荷到负电荷方向的有向线段，线段方向与所处位置的电场方向相同。

电场线的密度表示电场强度大小。

图2是电场线和等势线示意图，等势线是垂直于电场线的曲面。

在同一等势面上，等势线值相同。

实验步骤：1.将实验方程安置于平滑的水平面上，调整方程的平衡。

2.在陶瓷杯内加入适量炭粉和浓硫酸混合液（体积比为2:1），用玻璃棒搅拌均匀。

3.将金属点状探针固定在支架上，将探针接上电源正极，接上万用表的电势测量表头，探针量程为±199.9V。

4.将另一金属片放在炭粉混合液中，将金属片接上电源负极，作为原点。

5.在实验方程上方和侧方依次插入探针，分别在探针接触点上记录电势值。

6.根据电势值得变化，描绘出电势等值线，即等势线。

以钱先生的名字为例，描绘的图形如图3所示。

图3 静电场的描绘结果分析：根据实验结果可以看出，在静电场中，电势值随距离的变化而变化，电势值越高的地方，电场强度越大。

在同一电势面上，电势值相同，电场线和等势线的特性不同：电场线方向和大小表示电场强度和方向，等势线表示等势面的形状和大小。

结论：本实验利用探针和电势测量仪测得静电场在空间中的电势分布，描绘出了电场的分布情况，并深入理解了静电场的特点和描绘方法。

实验二 静电场的描绘一、实验目的1. 掌握用模拟法测绘静电场的设计思路，实验方法。

2. 学会用模拟法测绘等势线。

3. 重点培养学生理论联系实际的能力。

二、实验器材：双层式静电场测绘仪（包括导电纸和记录纸）、1750Ω、0.3A 滑线变阻器、10V 电压表、灵敏检流计、HY1711---3SD 多路直流稳压电源、导线若干。

三、实验原理： (一)理论结果本实验要描绘无限长同轴柱体间的电场分布，（见图4-1,只画出部分），因为是无限长，由高斯定理可得任一点P 的场强为:02E rλπε=（1）式中λ为单位长度所带电荷量，r 为点p 到轴线之半径。

因已有理论结论，故本实验为验证性实验（但目的不在验证，而在验证所采用的思想方法，即如何将理论与实际联系起来）。

由于场强是矢量，用电势标量描述较为方便。

场强与电势的关系为：duE dr=-（2） 将（2）式分离变量并将（1）式代入积分有：02r dru Edr rλπε=-=-⎰⎰ ，∵外柱面接地（r U =0），内柱体为等势体（r U =0U ），∴当=B r r =0r u ⇒；当0A r r r u u =⇒=，故有：)ln()ln(0AB B r R R r R u u = （3） (3)式为两柱体间任一点电势的理论公式，本实验测静电场电势将依据这一公式。

图4-1（二）设计思想及方法但静电场电势是不便直接测量的，因任何仪器均含金属（导体），放入静电场中将会在导体表面产生感应电荷，该感应电荷产生的场叠加在原静电场上，造成原静电场发生强烈畸变，而无法测出。

因此需采用一种间接测量的方法——模拟法，即在条件相同的情况下，仿照另外一个场（模拟场）来代替原静电场的测量的方法称为模拟法。

模拟场需满足的条件为：①与原静电场具有相似性；②便于测量。

稳恒电流场作为模拟场可满足上述条件，定性说明： 1、两场都可用同一个量电势u 来描述（由稳恒电流场的欧姆定律：RuI = 说 明，式中u 即为相对零电势点的电势差）；2、两场的方向一致（由欧姆定律微分形式：E Jσ=说明)；3、条件相同情况下，对应于两极间的任意一点的电势数值相等（不证，说明（3）式可由RuI =对R 积分推出）。

静电场的描绘实验原理
静电场的描绘实验原理是利用静电现象的性质来观察电场的分布情况。

当一个带电体存在于空间中时，会在其周围形成一个电场，导致该电场附近的空间具有电场能量。

为了描绘静电场的分布情况，可以使用一种叫做静电力线的方式。

静电力线是指沿着电场中单位正电荷所受力的方向所画出的线。

根据库仑定律，单位正电荷在电场中受到的力的方向与电场中该点的切线方向一致，因此静电力线可以描绘出电场的分布情况。

在进行描绘实验时，可以使用一根金属丝或者一根带有电荷的棒作为描绘的工具。

当工具靠近带电体时，由于带电体周围存在电场，工具上的电荷会受到电场的作用而受力，导致工具发生偏转。

根据偏转的情况，可以描绘出一部分静电力线。

为了更加精确地描绘静电场的分布情况，可以选择不同的描绘工具进行实验，如使用多根带电棒或者测量电荷的轨迹等。

最终，通过对不同位置的描绘进行综合分析，可以得到一个完整的静电力线图，描绘出静电场的分布情况。

需要注意的是，在进行描绘实验时，要注意安全和实验环境的控制，以避免对实验结果产生干扰。

此外，尽量使用合适的设备和方法进行实验，以确保实验结果的准确性和可靠性。

实验五 静电场的描绘【实验目的】1.学习用模拟法描绘静电场的分布的基本概念。

2.通过描绘同轴柱面电场的等势线和电场线，加深对电势和场强关系的理解。

【实验仪器】1-MJ 型静电场描绘仪（含专用电源、数显电压表）、探针、水槽、毫米方格纸等【实验原理】1、 静电场测量的困难与模拟法带电体在其周围空间会产生静电场，可以用电场强度和电势的空间分布来描述。

2、 静电场的相似模拟——用稳恒电流场模拟静电场根据相似模拟的特点，本实验用稳恒电流场模拟静电场。

【实验结果及数据处理 】rE 02πελ= （1） 式中，λ为A （或B ）的电荷线密度，其电势r U 可表示为：ar U dr E U U r a a a r ln 20⎰-=⋅-=πελ （2） 在b r =处应有ab U dr E U U b a a a b ln 20⎰-=⋅-=πελ （3） 令b r =时，0=b U ，代入（3）式，得：a b U a ln 20=πελ 代入（2）得 a b r bU U a r ln ln= （4） 距中心r 出的场强为r ab U dr dU E a r 1ln ⨯=-= （5） rdr dR ⨯=πδρ2 rb R rb ln 2πδρ= （6） a b R ab ln 2πδρ= （7） ab U R U I a ab a ln 2ρπδ== （8） a b r bU IR U a rb r ln ln==' （9） E drdU dr U d E r =-='-=' 5、无限长带电同轴圆柱体中的电场的模拟ab r bU U ln ln0= 0/)(U U b a b r = （10） 【实验步骤】1、测绘无限长平行带电直导线的等势线簇。

（1）水槽中倒入适量的水，调节水槽使之水平，水盘内各处水深要相同但不要太深，以5mm 左右为宜。

（2）选用平行导线电极，按照图6连接电路，调节滑线变阻器使两电极A 、B 之间的电势差V U 120=。

实验四静电场的描绘实验目的：1、掌握静电场的概念及性质。

2、掌握静电场的描绘方法。

实验原理：静电场是指由于电荷之间的相互作用所形成的力场。

任何一个电荷都会在空间中产生电势，电势在空间中构成了电势场，在电势场中的电荷就会受到电力的作用。

因此，电势和电势场是描述静电场的基本概念。

电场强度是电场中单位正电荷所受到的力，用E表示，在国际单位制下，单位为牛顿/库仑。

电组力线可以描述电场强度的方向和分布。

电场线的密度越大，表示这里的电场强度越大。

在均匀电场中，电场线是平行且等距的。

静电场的描绘方法有电势线法和电场线法两种。

电势线是虚线，但是我们可以通过这些线来说明物理简化的结果。

一个任意的电场，都可以使用高中物理中所学习的基本公式来计算出，为它处在电势V的电势场中所受到的力Fi。

公式为Fi = -q∇V，其中∇是表示梯度的符号，简单来说它就是一种求导数的方法，表示V沿x，y，z三个方向的变化量。

简单来说，Fi是由V给出的。

这个方程式也可以理解为Fi是由电势线所给出的。

静电场的描绘方法可以直接影响电荷运动的方向，这一点尤其重要。

只有清楚地知道电荷在哪里以及它是如何移动的，才能精确地进行电磁学计算。

实验内容：通过静电场的实验装置，使用点式荧光板、阳极针、高压电源、以及实验器材，验证静电场的描绘方法。

第一步，准备工作：将点式荧光板固定在实验台上，然后通过高压电源产生一个高压电场，使红色游离的荧光粉停留在荧光板上。

接下来，连接阳极针，将它放置在完全平面的荧光板上。

第二步，描绘电势线：首先，将阳极针与高压电源接通，然后将它放置在荧光板上完成电路的闭合。

在此基础上，缓慢移动针，观察荧光粉的移动状态及长度。

观察可知，荧光线是由电势线组成。

每一条荧光线都是一个等势面，它与所描绘的电势相同。

描绘静电场的电势线有两个基本规律：一是电势线的方向总是沿电场的切线方向，二是电势线的间距反比于对应的电势。

一般来说，电场线图是效果更佳的电场描绘方法。

实验七：静电场的描绘
[实验目的] 1、了解用电流场模拟静电场的基本原理。

2、学习用模拟法描绘静电场的分布。

3、加深对静电场强度和电势概念的理解。

[实验仪器] 直流稳压电源，电压表，圆筒电极，水盘。

[实验原理] 静电场是由电荷分布决定的，静电场中无电流。

由于在一定条件下电解质中的稳恒电场与静电场服从相同的数学规律，因此可以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。

所以，描绘静电场的分布，只要描绘相应的稳恒电流场的分布就行了。

电场线是人们假想的，用来描绘电场，当有电子流动时所产生的电流会沿着电场线流动，故它们存在相似的分布状况，而电场线又与等势面正交，由实验所得出等势面，易画出电场线，所以可以描绘电流线模拟电场线。

[实验内容与步骤]
内容圆筒电极等势线分布的模拟描绘。

步骤：1、向水盘加入适量的水，并按照测量原理连接好导线。

2、接通电源，取一张坐标纸。

把探针放入水盘。

3、调节探针，依次测量电极的2-3组等势点，每组8-10个点，坐标纸上标出。

[实验数据记录及处理]在坐标纸上用铅笔将八个点连成等势线，根据电场线与等势线相互正交的特点，画出模拟空间的电力线，标出电场线的箭头。

[研究问题]用电流场模拟静电场的理论依据是什么？
1。

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。

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。

大学物理实验静电场的描绘大学物理实验中，静电场的描绘是一个重要的实验项目。

通过静电场的描绘实验，我们可以了解静电场的分布、强度、方向等信息，进而深入探究静电场的性质和规律。

本文将从实验目的、实验原理、实验步骤、数据分析和结论等方面，详细阐述静电场描绘实验的全过程。

一、实验目的静电场描绘实验的主要目的是：通过测量静电场中各点的电场强度和电势分布，了解静电场的性质和规律；掌握电场强度与电势之间的关系；学习使用静电场描绘仪进行实验操作，提高实验技能和实践能力。

二、实验原理静电场是由静止电荷产生的非随时间变化电场。

根据高斯定理，电场强度E与闭合曲面上的电荷量成正比，与曲面内的点至电荷的距离成反比。

因此，通过测量某一点附近的电场强度，可以推算出该点所在区域的电荷分布情况。

在静电场中，电场强度E与电势差ΔV之间的关系满足拉普拉斯方程：ΔV=k/ε0EΔS，其中ΔS为曲面面积，k为真空中的介电常数，ε0为真空中的介电常数。

根据此关系，可以通过测量某一点附近的电势差来计算该点的电场强度。

三、实验步骤1.准备器材：静电场描绘仪、导电纸、绝缘纸、电极、电源、测量仪表等。

2.搭建实验装置：将导电纸放置在绝缘纸上，用电极与导电纸接触，连接电源和测量仪表。

3.充电：将电极充电至一定电压，使静电场在导电纸周围建立起来。

4.测量数据：将测量仪表调整至合适档位，测量静电场中各点的电场强度和电势分布，记录在表格中。

5.描绘图像：根据测量数据，绘制电场强度和电势分布图。

6.分析数据：对测量数据进行处理和分析，计算电场强度与电势之间的关系，得出实验结论。

7.清理实验现场：实验结束后，断开电源，将实验器材整理好。

四、数据分析根据实验测量数据，我们可以计算出各点电场强度和电势值。

通过对这些数据进行统计分析，可以得出静电场的分布、强度、方向等信息。

例如，我们可以计算出最大电场强度和最小电势差所在的位置，以及各点电场强度和电势的平均值、标准差等。

实验五静电场的描绘一、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，在导电纸上描绘静电场分布的方法。

3．描绘几种静电场的等位线，根据等为线画出电力线。

4．加深对静电场，稳恒电流场的了解。

二、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的，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。

但是直接对静电场进行测量是相当困难的。

首先静电场不会有电流存在，这样一来磁电式电表就失去了效用，其次是仪器和测量探针引入静电场时，必将在静电场的作用下出现感应电荷，而感应电荷产生的电场与原电场叠加，必使原电场发生畸变，得到的结果必然严重失真。

所以，直接测量是不可行的，只有采取间接的方法，仿造另一个场，使它与原静电场相似，当用探针对这种模拟场进行测量时，它不受干扰，就可间接测量被模拟的静电场。

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。

当空间中不存在自由电荷时，各向同性介质中静电场满足下列微分方程及边界条件：▽·D＝0； D1n =D2n▽×E＝0； D1t =D2(1)式中D为电位移失量，E为电场强度矢量；下标中n表示法向，t表示切向，1、2代表边界两边的介质。

D和E的关系为D=εE=εrε0E （2）式中ε为介质介电系数，ε0为真空介电系数，εr为介质的相对介电系数{在静电场的无源区域中，电场强度矢量E 满足 (3)各向同性导电介质中稳恒电流场满足下列微分方程及边界条件▽·J ＝0；J 1n =J 2n ▽×E ＝0；E 1t =E 2t(4) 式中J 为电流密度矢量。

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。

实验五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。

实验仪器GVZ一3型导电微晶静电场描绘仪(导电微晶、双层固定支架、同步探针等)，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，电极间有电导率远小于电极且各项均匀的导电介质。

接通直流电源〔10V)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。

由导电微晶上方的探针找到待测点后，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，由此便可描绘出等位线。

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。

一、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U=；它们都遵守高斯定理：对静电场，电场强度在无源区域E-∇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。