用模拟法测绘静电场实验报告!!_0

一、实验目的1. 理解模拟实验法的适用条件。

2. 掌握用模拟法测绘静电场的原理和方法。

3. 加深对电场强度和电位概念的理解。

4. 通过实验，提高实验操作技能和数据分析能力。

二、实验原理静电场是由静止电荷产生的电场，其电场强度E与电荷量Q和距离r的关系为E=kQ/r^2，其中k为库仑常数。

静电场的电位U与电荷量Q和距离r的关系为U=kQ/r。

由于静电场中的电荷不运动，因此静电场是稳恒的。

在实验中，由于静电场中电荷不运动，直接测量静电场的电场强度和电位比较困难。

因此，我们采用模拟法，利用稳恒电流场来模拟静电场，从而间接测量静电场的分布。

稳恒电流场中，电流密度J与电场强度E的关系为J=σE，其中σ为电导率。

稳恒电流场的电位U与电流密度J和距离r的关系为U=-∫J·dr。

在模拟实验中，我们通过改变电流强度，调整模拟装置，使得模拟电流场的分布与静电场相似，从而间接测量静电场的分布。

三、实验仪器1. 模拟装置：同轴电缆和电子枪聚焦电极。

2. 静电场描绘仪。

3. 静电场描绘仪信号源。

4. 导线。

5. 数字电压表。

6. 电极。

7. 同步探针。

8. 坐标纸。

四、实验步骤1. 将同轴电缆的一端与静电场描绘仪连接，另一端与电子枪聚焦电极连接。

2. 调节静电场描绘仪信号源，输出一定电压。

3. 将电子枪聚焦电极放置在坐标纸上，调节电子枪的聚焦，使得电子束在坐标纸上形成一个清晰的光点。

4. 移动电子枪聚焦电极，在坐标纸上描绘出模拟电流场的等位线。

5. 根据等位线的分布，分析模拟电流场的电场强度和电位分布。

6. 通过比较模拟电流场和静电场的相似性，间接测量静电场的分布。

五、实验结果与分析1. 通过实验，我们成功描绘出模拟电流场的等位线，等位线呈同心圆分布，符合稳恒电流场的特性。

2. 通过分析等位线的分布，我们得出模拟电流场的电场强度和电位分布，与静电场的理论分布相似。

3. 实验结果表明，模拟法可以有效地测绘静电场的分布，为静电场的研究提供了方便。

用<模拟法测画静电场>真验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）.[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，有些丈量正在本质情况下易于举止时，不妨通过一定的要领，模拟本质情况而举止丈量，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.[真验真质]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）按图17-5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）将接流毫伏表取下探针对接.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，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）按式（17—4）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.2、丈量散焦电极的电势分散（选搞）分别测10.0V、9.0V、8.0V、7、4.0V、3.0V、2 .0V、1.0V、0V等，普遍先测5 .0V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=±0.1V 2a= ± 2b= ±V理(V)r(cm)？1．1 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.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（2（3）（4）（5）共上 截止分解：(1) 真验缺面主要由电源电压的输进阻抗引起，输进阻抗越大，缺面越小，截止越佳.(2) 等势里由人为拟合，果此半径的预计较细糙，预计起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!!实验目的：通过模拟法来测绘静电场，了解静电场的分布和特性。

实验器材：1.塑料平板2.金属导体棒3.高电压发生器4.静电计5.金属探针6.细线7.防静电工作台实验原理：静电场是由电荷所引起的一种特殊的电磁场。

静电场的具体分布和特性与电荷的分布以及周围环境有关，可以通过模拟法来测绘。

实验步骤：1.将塑料平板放在防静电工作台上，确保其为绝缘状态。

2.在塑料平板的中央附近带电，可以使用高电压发生器对金属导体棒进行充电，也可以通过摩擦等方法带电。

3.使用静电计探测不同位置上的电势差，从而测定静电场的大小和分布。

4.将金属探针插入不同位置，并使用静电计记录下对应的电势值。

5.使用细线连接不同位置上的等势线，从而绘制出静电场的等势线图。

6.根据等势线的密度和间距，可以推测出电场线的密度和方向。

7.测量不同位置上的电场强度，可以使用静电计或引导线和微电流计的组合来测定。

8.使用测量得到的数据，计算静电场的强度和方向，进一步分析和讨论实验结果。

实验结果与分析：通过模拟法测绘静电场的过程中，我们得到了静电场的等势线图和电场强度的分布。

根据等势线的间距和方向，可以推测出电场线的密度和方向，从而了解静电场的分布特点。

通过测量电场强度，我们可以计算出静电场的强度和方向，进一步分析和讨论实验结果。

实验中可能存在的误差源：1.实验环境的干扰：静电场很容易受到外界环境的影响，如空气中的湿度、温度等因素，可能会对实验结果产生一定的误差。

2.仪器误差：使用的静电计和微电流计等仪器本身存在一定的测量误差，需要在实验中进行校准和减小误差。

3.实验操作的影响：实验者在实验过程中的操作技巧和经验水平也可能会对实验结果产生影响，需要仔细操作和加强实验技能。

改进措施和建议：1.控制实验环境：在实验过程中，可以采取措施减小外界环境因素的干扰，如保持实验室的温湿度稳定、使用防静电设备等。

2.提高仪器精度：使用高精度、精确校准的仪器来进行测量，减小仪器本身带来的误差。

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.。

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，探究不同电荷分布形式下的电场强度分布规律。

实验仪器，静电场模拟仪、电荷计、导线、电荷点源等。

实验原理，静电场是由电荷产生的，其电场强度与电荷量、距离等因素有关。

在模拟法测绘静电场实验中，我们可以利用静电场模拟仪产生不同形式的电场，并通过电荷计测量不同位置的电场强度，从而得到电场分布的规律。

实验步骤：1. 准备工作，将静电场模拟仪连接电源并调整至合适的工作状态，准备好电荷计和导线等实验仪器。

2. 单电荷点源的电场分布测量，将电荷点源放置在模拟仪的中心位置，利用电荷计在不同位置测量电场强度，并记录数据。

3. 双电荷点源的电场分布测量，在模拟仪上设置两个电荷点源，分别为正电荷和负电荷，测量其电场强度分布，并记录数据。

4. 条形导体的电场分布测量，利用导线在模拟仪上形成条形导体，测量其不同位置的电场强度，并记录数据。

实验结果与分析：通过实验测量得到的数据，我们可以绘制出不同电荷分布形式下的电场强度分布图。

在单电荷点源的情况下，电场强度随着距离的增加呈现出倒数关系，即电场强度与距离的平方成反比。

而在双电荷点源的情况下，正负电荷之间形成的电场强度分布呈现出特定的规律，表现为电场线从正电荷指向负电荷，且电场强度随着距离的增加而减小。

在条形导体的情况下，电场强度在导体表面呈现出最大值，在内部为零。

结论：通过模拟法测绘静电场实验，我们得到了不同电荷分布形式下的电场强度分布规律。

在实验过程中，我们也发现了静电场的一些特性，如电场强度与距离的关系，电场线的走向等。

这些实验结果不仅验证了静电场的基本规律，也为我们深入理解静电场的性质提供了重要的实验依据。

通过本次实验，我们对静电场的测绘方法有了更深入的了解，同时也加深了对静电场的认识。

希望通过这次实验，能够对大家对静电场的研究有所帮助，也希望能够进一步探索静电场的更多特性和应用。

模拟法测绘静电场实验报告一、实验目的1、学习用模拟法测绘静电场的原理和方法。

2、加深对静电场概念的理解，提高对电场分布的分析能力。

3、掌握静电场测试仪的使用方法。

二、实验原理静电场是由静止电荷产生的稳定电场，直接测量静电场的分布是很困难的。

但可以用模拟法来间接测绘静电场的分布。

模拟法的基本思想是：对于一个给定的静电场，若能用一个便于测量的电流场来模拟它，使得这两个场在各自的空间内具有相同的电位分布，那么就可以通过测量电流场的电位分布来得到静电场的电位分布。

在本实验中，采用稳恒电流场来模拟静电场。

由电磁学理论可知，对于无限长同轴圆柱形电缆，在静电场中，其电场强度的大小为：＼E ＝＼frac{＼lambda}｛2\pi ＼epsilon_{0} r}＼其中，＼（＼lambda\）为圆柱单位长度所带的电荷量，＼（＼epsilon_{0}＼）为真空介电常数，＼（r\）为到圆柱轴线的距离。

在稳恒电流场中，相应的电流密度为：＼J ＝＼frac{I}｛2\pi r h}＼其中，＼（I\）为圆柱上通过的电流，＼（h\）为圆柱的长度。

由于静电场和稳恒电流场的物理规律相似，所以它们的电位分布也相似。

三、实验仪器静电场测绘仪、直流稳压电源、电压表、坐标纸、导电纸、探针等。

四、实验步骤1、连接实验仪器将直流稳压电源的正负极分别与静电场测绘仪的相应电极连接，确保连接牢固，无松动现象。

2、放置导电纸在静电场测绘仪的上下电极之间平整地放置导电纸，导电纸应与电极良好接触。

3、选择测量点在导电纸上选取一定数量的测量点，一般采用对称分布的方式，以保证测量结果的准确性和完整性。

4、测量电位用探针接触测量点，读取电压表的示数，记录下每个测量点的电位值。

5、绘制等位线根据测量得到的电位值，在坐标纸上绘制出等位线。

等位线是指电位相等的点所连成的曲线。

6、绘制电场线根据等位线的分布，垂直于等位线绘制电场线，电场线的疏密程度反映电场强度的大小。

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引言：静电场是物理学中的一个重要概念，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，我们进行了一项模拟实验来测绘静电场的分布情况。

本实验旨在通过模拟法，使用一些基本的物理原理和数学工具，测绘出静电场的等势线和力线，以便更好地理解静电场的性质和特点。

实验方法：1. 实验器材准备：- 一个平面上的导体板，用来模拟电荷分布；- 一些金属探针，用来检测导体板上的电势；- 一些小球状物体，代表电荷；- 一些细线，用于绘制力线。

2. 实验步骤：a. 将导体板放置在平面上，固定不动；b. 将小球状物体放置在导体板上，代表电荷；c. 使用金属探针在导体板上不同位置进行电势测量，记录下测得的电势值；d. 使用细线连接小球状物体，绘制出力线的形状和分布。

实验结果：通过实验，我们得到了导体板上不同位置的电势测量结果，并绘制出了力线的分布图。

根据实验结果，我们可以得出以下结论：1. 等势线：- 等势线是连接电势相等点的曲线，实验中我们观察到等势线呈现出环形的形状，且越靠近电荷的位置，等势线的密度越大；- 等势线的密度代表了电势变化的快慢，密集的等势线表示电势变化较大，而稀疏的等势线则表示电势变化较小。

2. 力线：- 力线是描述电场强度分布的曲线，实验中我们观察到力线从正电荷指向负电荷，且力线越靠近电荷的位置越密集；- 力线的密集程度代表了电场强度的大小，密集的力线表示电场强度较大，而稀疏的力线则表示电场强度较小。

讨论与分析：通过对实验结果的观察与分析，我们可以进一步探讨静电场的性质和特点。

1. 电势与电场强度：- 根据实验结果，我们可以得出结论：电势的变化率与电场强度的大小成正比； - 在实验中，我们观察到电势变化较大的地方，力线也相对较密集，这说明电场强度较大；- 通过测量电势的变化率，我们可以推断出电场强度的大小和方向。

2. 电荷分布与电场形状：- 在实验中，我们使用小球状物体模拟电荷，观察到力线从正电荷指向负电荷，这符合电荷之间相互吸引的特性；- 通过绘制力线的分布图，我们可以更直观地了解电场的形状和分布情况；- 实验结果表明，电场强度在电荷附近较大，随着距离的增加逐渐减小，这符合电荷之间相互作用的规律。

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【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%。

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%。