大学物理实验(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。

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=。

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。

入上层面板的夹板下，将水槽电极放入下层中，接入电源 K
R
形成模拟场。下探针可在模拟场中探测到不同点的电位，
两探针由两根等长的金属片固定在探针座上始终同步，当 电源E 下探针探测出电场的等位点时，轻按上探针，便可在坐标
探针 V
+ 电极
－
纸上同步打出相应的等位点，即描迹点。静电场描绘仪电
图2
源面板如图 3 右部所示，它可以提供 0~15V 连续可调直流
（2）如果产生静电场的带电体表面是等位面，则产生电流场的电极表面也应是等位
106
面。为此，可采用良导体做成电流场的电极，
而用电阻率远大于电极电阻率的不良导体（如
－
石墨粉、自来水或稀硫酸铜溶液等）充当导电
质。
（3）电流场中的电极形状及分布，要与静
电场中的带电导体形状及分布相似。
－
2．长直同轴圆柱面电极间的电场分布
如图 1 所示是长直同轴圆柱形电极的横截
面图。设内圆柱的半径为a，电位为Va，外圆环
－
的内半径为b，电位为Vb，则两极间电场中距离 轴心为r处的电位Vr可表示为
r
∫ V r = V a −
E ⋅dr
a
又根据高斯定理，则圆柱内 r 点的场强大小 E=K r
当 a＜r＜b 时（6）式中 K 由圆柱体上线电荷密度决定。 将（6）代入（5）式 有
柱面的水槽电极，参照实验内容 1 按实验室要求测出若干条等位线。
3．聚焦电极间的电场分布
阴极射线示波管的聚焦电场是由第一聚焦
电极A1和第二加速电极A2组成。A2的电位比A1
A1
A2
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。图 5 所示的就

（4）将探针轻靠电极，描出两极边缘处的若干 点。描点过程中不要碰动水槽 （5）依次描绘电势为1.0V、2.0V、3.0V 、 4.0V、5.0V、6. 0V、7.0V 的若干条线，每 根等势线上的点数不少于10个，并且分布比 较均匀。
1． 打开测试电源通电。
2． 将电压输出端子与电极板的正负极相接。 3． 将测试端子（探针输入）与探针相连。 4． 将选择开关置于电压位置（内侧），旋转 电压调整旋钮选择一合适的电压点，如8V。 5． 将选择开关置于测试位置(外侧)，装置即可 寻找等位点。
7．
8．
9．
数据处理
1.描绘同轴电缆横截面和聚焦电极轴截面上的电场
分布图
（1）在记录了等势点的记录纸上画出电极 （2）将记录的各等势点用虚线连成光滑的等势线，
标出电势值。
（3）根据电力线与等势线正交的关系，从正极出
发，以适当的密度（疏密对应于场强的大小），用 实线作出电力线分布图，标出方向。
6．
将复写纸及一张白纸平铺于上层板上， 并夹紧固定板。 移动探针选择一电位点，压下上探针打 点，然后移动探针选取其它等位点并打点， 即可描出一条等位线。 重复上述6、7步骤，可测出一系列不同 电位的等位线，并可描绘出电力线。 测试结束关闭电源，整理好导线，将水 槽中水倒净，并将电极板反扣于桌面，以使 装置保持干爽。
r
(图 b1)
(图 b2)
q dr q ln r C 则 U r Edr 2h 0 r 2h 0
由边界条件得：
代入上式得：
r r1时U r U1
r r2时U r U 2 0
q C ln r2 2h 0
整理得：
q U1 即 2h ln r ln r 0 2 1

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。

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。

静电场描绘对于在静电荷附近存在的静电场，既可用空间各点的电场强度和电势来描述，也可通过电力线和等势面来形象地表示其空间分布。

在静电喷涂、静电喷雾、静电纺丝等工艺，以及各种电子管、示波器、电子枪等电子束器件的研究过程中，都需要了解各电极或带电体之间的电场分布。

静电体系所产生的静电场一般比较复杂，难以得到其电场强度和电势分布的解析表达式，因此常借助实验方法来测定。

如果直接将测试仪表置于静电场进行测量，受静电场的作用，将会形成感应电荷或束缚电荷，从而对原静电场产生一定的干扰。

考虑到稳恒电流场和静电场分布相似，因此在边界条件相同的情况下，可利用稳恒电流场对静电场进行模拟，得到其电场分布。

一、实验目的1. 掌握利用稳恒电流场对静电场进行模拟的适用条件；2. 对于给定的带电电极，描绘出其电场分布；3. 理解电场强度、电势、电力线、等势线的概念和相互关系。

二、实验仪器静电场描绘仪（附带导电微晶、双层固定支架、同步探针）、橡胶磁条、记录纸（A4打印纸）、卷尺。

三、实验原理由唯一性定理可知，满足相同微分方程的两个电场，若具有相同的边界条件，则这电场分布完全相同，从而可相互替代。

电场与稳恒电流场在一定条件下具有相似的空间分布，即两种电场遵守的规律在形式上相似。

对应的电场强度E U =-∇，U 为电势，并满足高斯定理。

对静电场，在无源区域内，电场强度E 满足0=⋅⎰⎰s d E 和0=⋅⎰⎰l d E ，其中s 和l分别对应闭合曲面和曲线。

对于稳恒电流场，电流密度J 在无源区域内也满足类似的积分关系0=⋅⎰⎰s d J 和0=⋅⎰⎰l d J 。

由此可见，电场强度E 和电流密度J 在各自区域中满足类似的数学规律。

若稳恒电流场空间内均匀充满了电导率为σ的不良导体，则不良导体内的电场强度E 与电流密度J 之间满足欧姆定律J E σ=。

因此，E 和E 在各自区域内也具有类似的数学规律。

可见，静电场和稳恒电流场的电流密度、等势线具有相似性，见表1，因此可以用稳恒电流场来模拟静电场，只要测出稳恒电流场的电场分布，就得到静电场的电场分布。

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。

因此，我们可以用稳恒电流场来模拟静电场。

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 e???u 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??e???d?ds?0?????e?dl?0?b???uab??e?dl??a???j??e????j?ds????e?dl?b?uab????a?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?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。

实验十四静电场的描绘【实验目的】1．学会用模拟法测绘静电场。

2．测定给定形状的电极间的电场分布。

3．加深对电场强度和电位概念的理解。

【实验仪器】静电场测绘仪一台、电阻箱2个、交流信号发生器一台、交流毫伏表一台、耳机一个、绘图纸、导线若干。

【实验原理】带电体在它的周围空间产生电场，电场的分布可用场中每点的电场强度矢量E 及电势V 来表征。

使用电力线和等势线（面）的概念，可以将电场的分布特征明显地表示出来，所谓电力线，是这样一些曲线，在这些曲线上每点的切线方向都和该点的场强方向相重合。

所谓等势线（面），就是电场中电势相等的点所形成的曲线（面）。

根据电势概念的物理意义，电力线处处与等势线（面）正交。

因此，如果等势线的分布已知，便可作出一系列电力线，从而得出一幅电场分布图。

一般说来，直接测量静电场中的电位是很困难的。

因为真正的静电场中没有运动电荷，不能提供电流，也就不能使电表指针偏转，而且电表本身总是导体或电介质，将它放入静电场中总会引起静电场的严重畸变。

因此我们采用模拟法来测量静电场的分布。

如果两种不同形式才场所遵从的物理规律形式上相似，那么我们就可以用便于测量的场去代替不易测量的场。

这种研究方法称为模拟法。

理论和实验都能证明，均匀导电介质中稳恒电流建立起来的电场（稳恒电流场）与静电场有完全相似的物理规律。

例如这两种场都有电势概念，而且都遵从高斯定理和拉普拉斯方程。

当电流中的电极与静电场中的带电体在形状、位置和电势都相同时，则两种场的分布就完全相同。

因此可以用易于测量的的稳恒电流和模拟静电场。

这样就可以用简单的方法去测定电场中的电势分布，以描绘出等势线和电力线，在现代复杂的电子技术中，如电子显微镜，阴极射线示波管等，其中的电场分布都可用这种模拟法求得。

[仪器描述]本实验所用的仪器装置如图14-1所示。

图14-1 静电场实验装置图中AB 为分压器，M 为平底盆，盆内放一张用玻璃板压着的坐标纸，盆中充以稀电解液（自来水）作为均匀电介质，P 、Q 为两个分别为与A 、B 相连接的柱状金属电极，F 为活动金属探针，在F 与C 之间接上耳机T 。