matlab实习十一.doc
西南交通大学本科生实习报告任 务：_ 11- （任务号_组号）03课程名称： matlab程序设计及应用 课程代码： 9993345 实习周数：1 学分： 1 实习单位：物理学院 实习地点：图书馆机房 实习时间：2012.7.21 19：00 至 21：00 一实习目的 1、 编程绘制点电荷的电场和电势分布图；2、 掌握二维网格和三维曲面绘图的语句。实习任务1、 建立点电荷的电场和电势方程。2、 利用MATLAB的函数，绘制点电荷的电势和电场分布图。包括：单位电量正电荷、负电荷、等量异性电荷。实习报告1、 写出点电荷的电势和电场解析式。2、 画出电势分布三维图（3个图）。3、 画出电场分布和等位线二维图（三个图）。4、 分析仿真结果。提示：电位方程：U=q(1)/4/pi/eps0./r1电场方程：Ex,Ey=gradient(-1*U)空间及步长设置：x,y=meshgrid(-2:0.1:2,-2:0.1:2);正电荷坐标（1，0），负电荷坐标（-1，0）；电势分布图：mesh(x,y,U)电场和等位线：contourf(x,y,U,z0)（z0为多个等位线值形成的矢量，其值请同学们自定义，最好是等间隔）；hold on；quiver(x,y,Ex,Ey)参考图：正电荷的电势和电场图。二、实习主要内容：（仿真结果及分析，含源程序注释图）1.：= E=-2单位电荷的电势分布q=1; %设定电荷量为1x,y=meshgrid(-2:0.1:2,-2:0.1:2); %空间及步长设置z=q./sqrt(x-1).2+y.2+0.01); %正电荷的电势分布mesh(x,y,z); % 画出三维图形x,y=meshgrid(-2:0.1:2,-2:0.1:2);z=1./sqrt(x-1).2+y.2+0.01);dx,dy=gradient(z,.2,.2);contour(x,y,z,-12,-8,-5,-3,-1,-0.5,-0.1,0.1,0.5,1,3,5,8,12);hold onquiver(x,y,dx,dy)colormap hsvhold offxx=linspace(-2,2,6),2*linspace(1,1,6),linspace(-2,2,6),-2*linspace(1,1,6);yy=2*linspace(1,1,6),linspace(-2,2,6),-2*linspace(1,1,6),linspace(-2,2,6);streamline(x,y,dx,dy,xx,yy);单位电量负电荷电场：x,y=meshgrid(-2:0.1:2,-2:0.1:2);z=-1./sqrt(x+1).2+y.2+0.01);dx,dy=gradient(z,.2,.2);contour(x,y,z,-12,-8,-5,-3,-1,-0.5,-0.1,0.1,0.5,1,3,5,8,12);hold onquiver(x,y,dx,dy)colormap hsvhold offxx=linspace(-2,2,6),2*linspace(1,1,6),linspace(-2,2,6),-2*linspace(1,1,6);yy=2*linspace(1,1,6),linspace(-2,2,6),-2*linspace(1,1,6),linspace(-2,2,6);streamline(x,y,dx,dy,xx,yy);等量异号电荷电场：x,y=meshgrid(-2:0.1:2,-2:0.1:2);z1=1./sqrt(x-1).2+y.2+0.01);z2=1./sqrt(x+1).2+y.2+0.01);z=z1+z2;dx,dy=gradient(z,.2,.2);contour(x,y,z,-12,-8,-5,-3,-1,-0.5,-0.1,0.1,0.5,1,3,5,8,12);hold onquiver(x,y,dx,dy)colormap hsvhold offxx=linspace(-2,2,6),2*linspace(1,1,6),linspace(-2,2,6),-2*linspace(1,1,6);yy=2*linspace(1,1,6),linspace(-2,2,6),-2*linspace(1,1,6),linspace(-2,2,6);streamline(x,y,dx,dy,xx,yy);单位负电荷电势图：x=-2:0.1:2y=-2:0.1:2k=9*109x,y=meshgrid(x,y)z=-k./sqrt(x+1).2+y.2+0.01)mesh(x,y,z)xlabel('x'),ylabel('y'),zlabel('z')等量单位异号电荷电势：k=9*109x,y=meshgrid(-2:0.1:2；-2:0.1:2) %定义取值范围z1=-k./sqrt(x-1).2+y.2+0.01) %正负电荷电势的计算及叠加z2=k./sqrt(x+1).2+y.2+0.01) z=z1+z2mesh(x,y,z)xlabel('x'),ylabel('y'),zlabel('z')4. 分析仿真结果：应用mesh及serf软件可以很好的实现对图形的处理，只要拥有了数据及计算公式，就可以找到这些数据的联系，画出图形。 三、实习总结、体会： 本次实验利用matlab编程绘制电场线和电势的分布图，复习了电磁场中，电场与电势的内容。但是本次任务难度较大，而且时间很紧迫虽然通过与别人的交流和帮助，搞懂了基本原理，得出了结果，但是其中仍有很多东西没有掌握。今晚把他们拷贝下来，回去继续练习。实习指导教师评语教师评语：成绩评定：指导教师（签名）： 年 月 日9本 实年 报 ）名定语评教指实习习继下贝把握没东仍其，了理本了助交的通迫间而较度本。的与，磁电图的和电制 实本：体总习 形图系联这以就式及有要处的现好件 及 果真析' ( ,' )' .+ +( .叠及的电% ). .( -范值定 ) :； 0- 0势荷号'' , )' , )( 0:.:. 图图) , ,- , - ,( , ( ), ) ( ,( ,( ) , , ,0 0 , ( ) +) + ) ( )0. +. ( ).-:0 场场) , ) ,( ), , *),( *, ( ,- , ) , ,.,00 0-, ( ). ( = )0+. )+( ):.: - 场场量) ( ) ,( , , *), ) - *) , ) , 00 ,0-,- ,( )., =) +. . ( ).-: : =图三 , 分电电 ;). ) ( .设设及% . ,. =为为定% 分势荷= 图源析结（容习图电电的图 , 隔是好自同其矢形值多 0 ,( 线位 ( 图）0（坐，）标) -,0- ,设步 *( , 方 / /=程：果果）个图维位场）个（三势式析场的报荷性等荷、正位括布电势电绘，的 程势场的电任句的图曲网图分势的点的目 0 0 .0： 房馆实 院： 分学 程 及设 ：0）号（ - ）： 及 程 分 ：院 馆 ： 的势分的句势 电布正等报的三个维）果/ , ,)）坐图 位(,值矢自隔 ,图电容析源 势分 为为 及 ).; = .(. ),) -0, * - * 场 -.)(.+= (,-0., , - , , ( -)( 0 )+ )(, , ( , ( , , ,) : ) ,''0 : 值 的. + ''(析 件现有式联形习：实 图磁。度而交本了东把继实指名 -9-
