物理实验数据处理示范—静电场描绘示范doc

电子信息与机电工程学院普通物理实验课实验报告_级物理(1) 班B 2组实验日期_姓名：____ 学号号老师评定____________________________ 实验题目：静电场的描绘实验目的：1、学习用模拟法研究静电场。

2、描绘二种场结构的等位线。

仪器和用具：静电场模拟迹仪(一套)实验原理带电体的周围存在静电场，场的分布是由电荷的分布。

带电体的几何形状及周围介质所决定的。

由于带电体的形状复杂，大多数情况求不出电场分布的解析解，因此只能靠数值解法求出或用实验方法测出电场分布。

直接用电压表法去测量静电场的电位分布往往是困难的，因为静电场中没有电流，磁电式电表不会偏转；另外由于与仪器相接的探测头本身总是导体或电介质，若将其放入静电场中，探测头上会产生感应电荷或束缚电荷。

由于这些电荷又产生电场，与被测静电场迭加起来，使被测电场产生显着的畸变。

因此，实验时一般采用间接的测量方法(即模拟法)来解决。

1 .用稳恒电流场模拟静电场模拟法本质上是用一种易于实现、便于测量的物理状态或过程模拟不易实现、不便测量的物理状态或过程，它要求这两种状态或过程有一一对应的两组物理量，而且这些物理量在两种状态或过程中满足数学形式基本相同的方程及边界条件。

本实验是用便于测量的稳恒电流场来模拟不便测量的静电场，这是因为这两种场可以用两组对应的物理量来描述，并且这两组物理量在一定条件下遵循着数学形式相同的物理规律。

例如对于静电场，电场强度E在无源区域内满足以下积分关系八E dSS0(2-1)-■ E d l l 0(2-2)对于稳恒电流场，电流密度矢量j在无源区域中也满足类似的积分关系7 dS0(2-3)j d l0(2-4)在边界条件相同时，二者的解是相同的。

当采用稳恒电流场来模拟研究静电场时，还必须注意以下使用条件。

(1) 稳恒电流场中的导电质分布必须相应于静电场中的介质分布。

具体地说，如果被模拟的是真空或空气中的静电场，贝U要求电流场中的导电质应是均匀分布的，即导电质中各处的电阻率必须相等；如果被模拟的静电场中的介质不是均匀分布的，则电流场中的导电质应有相应的电阻分布。

模拟静电场的描绘实验报告静电场是物理学中的一个重要概念，它是指由电荷所产生的电场。

在我们的日常生活中，静电场无处不在，例如我们摩擦衣服时产生的静电、电视机屏幕上的静电等等。

为了更好地理解静电场的特性，我们进行了一次模拟静电场的描绘实验。

实验器材：1. 电荷模拟器2. 电场力线模拟器3. 电场力线测量仪实验步骤：1. 将电荷模拟器放置在实验台上，并将其连接到电源上。

2. 打开电荷模拟器的开关，使其产生一个电荷。

3. 将电场力线模拟器放置在电荷模拟器旁边，并将其连接到电场力线测量仪上。

4. 打开电场力线测量仪的开关，观察电场力线模拟器上的电场力线。

5. 移动电荷模拟器，观察电场力线模拟器上的电场力线的变化。

实验结果：通过实验，我们观察到了电荷模拟器产生的电场力线模拟器上的电场力线。

当电荷模拟器产生一个正电荷时，电场力线模拟器上的电场力线从正电荷向外辐射，形成一个圆形的电场力线图案。

当电荷模拟器产生一个负电荷时，电场力线模拟器上的电场力线从负电荷向内收缩，同样形成一个圆形的电场力线图案。

当电荷模拟器的电荷大小改变时，电场力线模拟器上的电场力线也会相应地改变。

实验分析：通过实验，我们可以看出电荷的大小和正负性对电场力线的形状和方向有着重要的影响。

当电荷为正电荷时，电场力线从正电荷向外辐射；当电荷为负电荷时，电场力线从负电荷向内收缩。

这说明了电荷的正负性对电场力线的方向有着决定性的影响。

我们还观察到了电荷大小对电场力线的影响。

当电荷大小增加时，电场力线的密度也会相应地增加，电场力线的形状也会发生变化。

这说明了电荷的大小对电场力线的密度和形状有着重要的影响。

结论：通过本次实验，我们更加深入地了解了静电场的特性。

我们发现电荷的正负性和大小对电场力线的方向、密度和形状都有着重要的影响。

这些发现对于我们更好地理解静电场的特性和应用静电场有着重要的意义。

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数据处理嘿，大家好，今天咱们聊聊静电场的实验，这可是个神奇的领域哦。

说到静电，可能很多人脑海中第一个想到的就是那个小孩子抓了气球，头发炸开，像个刺猬一样。

哈哈，真的是形象！静电场可不仅仅是这些好玩的现象，它背后藏着许多有趣的物理原理和数据处理的故事。

实验开始之前，咱们得准备好一些工具。

比如说，静电计、导体球、绝缘体，还有个简单的电源。

听起来简单，但实际操作时可得小心翼翼，别一不小心就电到自己，哈哈。

然后，咱们就开始设置实验，先是用静电计测量一段距离内的电场强度。

哎呀，那个时候我真是心里打鼓，生怕数据出错。

毕竟，谁想在实验报告上写个“我不知道”呢？这可不太符合咱们的风范。

当我们把静电场的测量数据记录下来的时候，心里那个高兴啊，简直就像中了彩票。

每一个数字背后，都是一次小小的发现。

可问题来了，数据多得让人眼花缭乱，真是“乱七八糟”。

于是，咱们需要把这些数据好好整理一下。

简单的说，得把数据筛选、分类，这可不是一件容易的事。

就像收拾房间，能让你头大，但收拾完后，看着整齐的环境，心里那叫一个舒服。

数据处理的环节来啦！我们需要用到图表，这个时候，Excel就成了我们的好帮手。

把数据输入进去，轻轻一按，哇，图表就出来了，简直就像看魔术一样。

颜色鲜艳的曲线，立马就让整个实验变得生动有趣。

不过，也得小心，不要让图表画得太复杂，毕竟“简单明了”才是王道。

人家说“画蛇添足”，可别让自己陷进去哦。

看着图表，我忽然想起小时候，老师总是说要关注趋势，不要只盯着一个点。

于是，我也开始观察图表中的变化。

发现随着距离的增加，电场强度逐渐减弱，哦，原来是这样啊！这就是静电场的特性，像极了我们的生活，有些东西离得远了，自然就没那么强烈了。

真是让人豁然开朗，心里像是打了个激灵。

数据处理也少不了一些计算。

这个时候，公式就派上用场了。

可公式看起来就像是一道难解的题，搞得我眉头紧锁。

可一旦搞明白，哎呀，成就感爆棚！就像把一盘难度超高的拼图拼好了，心里那个乐呀，别提多自豪。

实验二静电场描绘实验一、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，在方格纸上描绘静电场分布的方法。

3．描绘几种静电场的等位线，根据等位线画出电力线。

4．加深对静电场、稳恒电流场的了解。

二、实验设备1．静电场描绘实验模块;2．有机玻璃描绘装置;3．直流电压表、直流稳压源三、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，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。

静电场的测量一般采用间接测量的方法，即模拟法。

模拟法是科学研究和工程技术中广泛使用的一种方法。

在自然现象和科学、工程技术问题的研究中，常常会由于研究对象过于庞大、过程变化过快或过慢，环境过于危险等原因而难以直接研究和实地测量，因此需要在实验室里制造一个与研究对象相似的模型，使现象和过程得以重现、延缓或加速，以便进行研究和测量。

模拟法又可分为物理模拟和数学模拟两大类。

如果人为制造的模型与实际研究对象有着相同的物理本质即为物理模拟。

如用“风洞”模拟飞机和火箭在大气中的飞行，用振动台模拟地震对建筑物的影响，用光测弹性法模拟工程构件内的应力分布等。

如果两种不同本质的物理现象或过程遵循相同的数学规律，则可以用其中一种便于研究和测量的现象或过程来模拟另一现象或过程，这就是数学模拟。

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。

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。

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。

【最新整理，下载后即可编辑】班级____ _____ 组别_____________姓名_ __ 学号_____日期__ __ 指导教师___ __【实验题目】静电场的描绘____【实验目的】1.了解静电场模拟的依据；2.学会用模拟法描绘静电场；3.测绘静电场的等位线、电力线。

【实验仪器】HLD-DZ-IV型静电场描绘仪（包括双层电极架、同步探针、稳压电源和数字电压表），2张16开毫米坐标纸。

【实验原理】电场强度是矢量，而电位分布是标量，在测量上要简便些，而且比较以上两个方程式可知, 两个场的物理量所遵从的物理规律具有相同的数学式。

静电场中导体表面为等位面，而电流场中电极通常由良导体制成，同一电极上各点电位相等，所以两个场用电位表示的边界条件也相同，则两个场的解也相同（可能相差一个常数）。

因而可以用稳恒电流场来模拟静电场，通过测量稳恒电流场的电位分布来求得所模拟静电场分布。

这种利用几何形状和物理规律在形式上相似的，把不便于直接测量的量在相似条件下间接实现。

【实验内容】1将复写纸和坐标纸放置在上层支架板上，并用橡皮磁条压紧。

(1)按图6.5连接电路，并使探针头置于导电微晶上。

图6.5 电场描绘电路图(2)开启电源开关，将内外选择开关扳向“内侧”，旋转“电压调节”旋钮使电压表指示为8V或一适当的电压值。

(3)将选择开关扳向“外侧”，寻找等位点。

平移同步探针底座使电压表读数分别为1.00V、2.00V、3.00V、4.00V、5.00V、6.00V、7.00V时，轻轻按下上探针在坐标纸上打出一个点。

每条等位线至少要测5个以上的等位点，且均匀分布在不同方位上。

(4)取下坐标纸，由一组等位点找出圆心依次画出各等位线，并标明每一条等位线的电位值；画出电力线。

(5)以为横坐标，Ur为纵坐标，绘出Ur—曲线，看是否为直线，以验证实验的正确性。

【原始数据】Ur（V）1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00r1（cm） 5.35 .3.70 2.50 1.90 1.40 1.10 0.80r2（cm） 5.22 3.60 2.60 1.90 1.30 1.10 0.75r3（cm） 5.13 3.40 2.50 1.73 1.20 0.65 0.60r4（cm） 5.00 3.40 2.48 1.70 1.15 0.65 0.50r5（cm） 5.00 3.40 2.55 1.60 1.10 0.70 0.45r6（cm ） 5.00 3.50 2.40 1.60 1.10 0.85 0.45r7（cm ） 5.00 3.60 2.38 1.70 1.15 1.00 0.60r8(cm) 5.35 3.70 2.50 1.70 1.30 1.10 0.70【数据处理】根据原始数据计算出在不同电压下，电位分布半径的平均值，和ln ，方便进行下一步的实验数据分析Ur （V ） 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00（cm ） 5.13 3.53 2.49 1.73 1.21 0.89 0.60ln （cm ） 1.64 1.26 0.91 0.55 0.19 -0.12 -0.51【实验数据分析】根据处理好的实验数据，画出以ln 为x 轴，电压U 为y 轴的平面直角坐标系。

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。

静电场描绘实验报告数据处理1. 引言嘿，大家好！今天咱们要聊聊一个既神秘又酷炫的主题：静电场的描绘和数据处理。

想象一下，电荷在空气中像是神秘的精灵，四处游荡，我们要用实验和数学的方式捕捉它们的踪迹。

接下来，我们就要用点小聪明，把这些看不见的电荷行为用数据给“画”出来。

就像小孩子在沙滩上用玩具挖掘宝藏，我们也是在电场中挖掘“秘密”。

是不是挺刺激的？那我们就从头说起吧。

1.1 实验准备首先，得准备好实验的基本设备。

拿出你那颗聪明的大脑，确保你的静电仪、绝缘材料、导线、甚至那小小的电荷源都准备齐全。

别小看这些小东西，它们可是我们“探险”的工具。

还有哦，实验室里的那点儿温度、湿度也要记得检查，它们可不是摆设，对实验结果的影响可大着呢。

就像煮菜一样，火候和调料的控制很重要，实验也是一样，要精准到位。

1.2 实验步骤在实验开始前，确保你的实验室环境干净整洁，就像是准备迎接客人一样。

然后，按照步骤，把静电仪和电荷源安装到位，像搭建乐高模型那样，要精确无误。

电荷源要保持稳定，不能乱动，这样才能保证实验结果的准确性。

接下来，慢慢调整仪器，确保它们能正确地测量电场强度。

整个过程，就像是玩拼图游戏，需得小心翼翼，才不会把“画”搞砸了。

2. 数据收集与处理2.1 数据记录好了，一切准备就绪，现在就是“抓捕”数据的时刻了。

记录数据时，别急，慢慢来，像是在画一幅细致的风景画一样。

每次实验的读数都要准确无误地记录下来，就像是把每一滴水都放进瓶子里。

记录的数据就像是探险的足迹，只有足够详细，才能让我们在后面处理数据时不会迷路。

2.2 数据分析接下来，我们进入“分析”阶段。

拿出你的计算器和笔记本，就像是拿出魔法棒一样，准备把这些数字转化成有用的信息。

使用公式来计算电场强度和电势分布，别忘了把误差和不确定性考虑进去，这可是科学研究中的“魔法技巧”。

通过绘制图表，咱们就能看到电场的分布情况了。

就像看一幅风景画，细细品味每个细节，才能真正理解其中的奥妙。

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。

电子信息与机电工程学院 普通物理实验 课实验报告级 物理(1) 班 B 2 组 实验日期 姓名: 学号 号 老师评定 实验题目： 静电场的描绘实验目的：1、学习用模拟法研究静电场。

2、描绘二种场结构的等位线。

仪器和用具：静电场模拟迹仪(一套)实验原理带电体的周围存在静电场，场的分布是由电荷的分布。

带电体的几何形状及周围介质所决定的。

由于带电体的形状复杂，大多数情况求不出电场分布的解析解，因此只能靠数值解法求出或用实验方法测出电场分布。

直接用电压表法去测量静电场的电位分布往往是困难的，因为静电场中没有电流，磁电式电表不会偏转；另外由于与仪器相接的探测头本身总是导体或电介质，若将其放入静电场中，探测头上会产生感应电荷或束缚电荷。

由于这些电荷又产生电场，与被测静电场迭加起来，使被测电场产生显著的畸变。

因此，实验时一般采用间接的测量方法(即模拟法)来解决。

1．用稳恒电流场模拟静电场模拟法本质上是用一种易于实现、便于测量的物理状态或过程模拟不易实现、不便测量的物理状态或过程，它要求这两种状态或过程有一一对应的两组物理量，而且这些物理量在两种状态或过程中满足数学形式基本相同的方程及边界条件。

本实验是用便于测量的稳恒电流场来模拟不便测量的静电场，这是因为这两种场可以用两组对应的物理量来描述，并且这两组物理量在一定条件下遵循着数学形式相同的物理规律。

例如对于静电场，电场强度E 在无源区域内满足以下积分关系⎰⎰=⋅Sd 0S E (2－1)⎰=⋅l d 0l E (2－2)对于稳恒电流场，电流密度矢量j 在无源区域中也满足类似的积分关系⎰⎰=⋅Sd 0S j (2－3)⎰=⋅ld 0l j (2－4)在边界条件相同时，二者的解是相同的。

当采用稳恒电流场来模拟研究静电场时，还必须注意以下使用条件。

(1)稳恒电流场中的导电质分布必须相应于静电场中的介质分布。

具体地说，如果被模拟的是真空或空气中的静电场，则要求电流场中的导电质应是均匀分布的，即导电质中各处的电阻率ρ必须相等；如果被模拟的静电场中的介质不是均匀分布的，则电流场中的导电质应有相应的电阻分布。

实验十二静电场描绘(一)、仪器条件记录：1、数显电压表：分度值：0.01 V ；读数误差：0.01 V2、米尺：分度值： 1 mm ；读数误差：0.1 mm(二)、平行柱状电极的静电场描绘图(三)、电极中心连线上的电位分布102030405060708002468101214U (V )x(m m )电极中心连线上的电位分布图(四)、电极中心连线上的电场分布负电极范围：0 — 7.0 mm ； 电极内电场：E= 0 V/mm 正电极范围：69.0 — 76.0 mm ； 电极内电场：E= 0 V/mm10203040506070800.00.10.20.30.40.50.60.70.8E (V /m m )x(m m )电极中心连线上的电场分布图(五)、实验现象观察与分析从静电场的描绘图可观察到：1、 电极周围的电力线密度较大，远离电极处电力线密度较小；说明电极周围的电场强度较大，远离电极的地方电场强度较小；2、 纸边的等位线发生变形，等位线与电极装置的边缘正交，这是因为在电极装置的边缘处，电流线只能沿着边沿，也就是说，电极装置的边缘是一条电流线，根据电力线与等位线正交原则，等位线正交于电极装置的边缘。

(六)、实验结论通过用模拟法描绘出平行柱状电极的静电场，其分布特点为： 1、 电极附近的电场强度较大，离电极越远电场强度越小； 2、 正、负电极为等电位体，其内部电场强度为0 V/mm ；3、 电极中心连线上的电位分布图表明在由负极到正极，电位逐渐升高，近电极处电位的变化梯度较大，离电极较远处，电位的变化梯度较小；4、 电极中心连线上的电场分布图表明在两电极之间的电场强度分布呈U 型分布。

静电场的描绘·【实验目的】1、圆柱形电容器中等势线分布的模拟测绘。

2、两根无限长平行直导线周围等势线分布的模拟测绘。

3、测量内电极直径，安置模拟模型。

·【实验仪器及设备】EQC—3型静电场描迹仪、导电纸、静电场电源、复写纸、自备坐标纸两张(1 6开)等。

·【实验原理】一般情况下，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（或起探测头）放入静电场，总要被测场原有分布状态发生畸形。

所以，人们常用“模拟法”间接测绘静电场的分布。

模拟法是用一种易于实现、便于测量的物理状态或过程的研究去代替另一种不易实现、不便测量的状态或过程的研究。

电场强度E是一个矢量。

因此，先确定电位情况。

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，则整个电场的分布就可以用几何图形清楚地表示出来。

有了电位U值的分布，由E=-▽U便可求出E的大小和方向。

整个电场就确定了。

如果两种场遵守的物理规律形式上相似,就可以用便于测量的场代替不易测量的场。

这种实验方法叫做模拟法.用稳恒电流场模拟静电场是研究静电场的一种最简便的方法.静电场和恒流场都遵守拉普拉斯方程.例如这两种场都可以引入电位U,都遵守高斯定理.如果恒流场的电极与静电场中的带电导体形状、位置及电位都相同,这两种场在空间的分布就完全相同.二共轴无限长均匀带电圆柱体间的静电场：带电体激发的电场，分布在三维空间，但无限长均匀带电柱体的电场分布往往具有柱对称性，其电力线总是在垂直于带电柱体表面的平面内。

因此模拟用的电流场只须在一个平面内，即导电质只要充满这一平面就行了。

下面给出这种电场的理论计算公式，以便将实验结果和理论值进行比较。

如图3-1-1所示,电源电压为U 0,小圆半径为a ，电位为U a ，大圆半径为b ，电位为U b ，在电场中距轴心为r 处的电位为U r ，则U r =U a -⎰∙ra dr E （3-1-1） 根据高斯定理，无限长圆柱的场强为 E=rk (当a<r<b 时), (3-1-2) 式中K 由圆柱的线电荷密度决定。

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。