实验报告静电场的描绘.docx

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文档介绍

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实验报告静电场的描绘 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 B2 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 (2-1) (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 (2-3) (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

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