静电场描绘的实验报告模板
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E=
由 UP =
λ ( b < r < a ) (10-1) 2πε 0 r
r a
∫
Edr 得
Ur −U A =
λ r ln 2πε 0 a
UB =UA −
(10-2)
因为 B 接地,即
λ b ln = 0 2πε 0 a λ b ln 2πε 0 a
1
图 10-2 同轴导体截面电场
因此电极 A 的电势为
Hale Waihona Puke UA =(10-3)
由式(10-2)与式(10-3)可得
b Ur = U A r b ln a ln
(10-4) 式中 ε 0 为真空的电容率(或称介电常量) 。
实验步骤: 实验步骤 1. 打开描绘架上层的黑色金属方框,放上描绘用的方格纸,并将其合上。 2. 水槽内注入干净的自来水至电极板高度 3/4,并置于描绘架下层居中。 3. 按图连接好线路,将探针放置平台并使探针碰触着接地电极板,同时把档位开关置 内测档,打开电源开关,调整电压调节旋钮至 12V,再把档位开关置外测档,此时电压会 小于 12V,再调电压调节旋钮,使内、外测电压尽可能接近于 12V。 4. 用探针在方格纸上画出两电极的形状。 5. 用探针仔细找出电势为 1V 的点,同时按下上探针,在方格纸上打点作记号,再在 对称的不同方位取 8 个以上的点 (圆越大, 找点越多) 重复以上步骤, ; 分别找出 2 V、 V、 4 6 V、8V 等势线上的点。 实验数据处理: 实验数据处理 1. 在方格纸上画出连接各等势点,得到等势线,再作出电场线。 2. 测量各等势线半径,按式(1)计算 U 的理论值,算出各电势的百分误差。 UA= 测量值(V) 等势线半径 r (mm) 理论值(V) 模拟法描绘静电场数据记录表 V , a= cm , b = 1.00 2.00 4.00 cm 6.00 8.00
梧州学院学生实验报告
成绩: 专业: 实验人: 班别: 学号: 指导教师: 实验时间: 同组实验人:
实验名称:静电场的描绘 实验名称
实验课程:大学物理实验(电磁学) 实验课程
实验设备:静电场描绘电源、静电场描绘仪、坐标纸(自备) 实验设备 实验目的: 1. 了解用电流场模拟静电场的基本原理。 实验目的 2. 学习用模拟法测绘静电场的分布。 3. 加深对静电场强度和电势概念的理解。 实验原理: 实验原理 直接测量静电场的分布是不容易的。理论和实验证明导电介质里稳恒电流建立的稳恒 电流场与静电场的规律完全相似,而且电流场中电势很容易用伏特计测出,所以可以用稳 恒电流场模拟静电场。 测量出被模拟的电场中各点电势。连接各等势点作出等势面,根据电场线与等势面的 垂直关系,描绘出电场线,即可形象的了解电场的情况,加深对电场强度、电势和电势差 概念的理解。 本实验采用水槽,用水代替导电纸做实验,导电性能均匀,仪器直观性强,实验方便 准确。 为了分析实验探测的结果,以无限长同轴柱状导体间的电场为例,其截面如图(10-2) 所示,设电极 A 的半径和电极 B 的内径分别为 a 和 b,每单位长度分别带有电荷+λ 和-λ , B 接地,设 A 的电势为 UA,B 的电势为零。 根据高斯定理,在导体 A、B 之间与中心轴距离为 r 的任意一点的电场强度大小为
实验总结和思考: 实验总结和思考 1.用模拟法测的电势分布是否与静电场的电势分布一样? 2.如果实验时电源的输出电压不够稳定,那么是否会改变电场线和等势线的分布? 为什么? 3.试从你测绘的等势线和电场线分布图,分析何处的电场强度较强?何处的电场强 度较弱?
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