用模拟法测绘静电场实验报告.docx

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1、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.学惯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】实验原理及经过简述一.实验原理:1.模拟的根据: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一样的，因而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与导电勿严密接触

2、，接通电源E，则在导电纸上构成平面电流场，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Uc，可由电压表指示，将具有一样Uc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UcU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UD的等位线。4.方法根据: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.经过简述:1.记录电极尺寸a和b。接通电路，将开关拨到校准，得出Ua。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Ur2，4，6，8，10v共五组，每组穿大

3、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Ur2，4，6，8，10v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RP。根据公式计算相应理论电位半径RTb/b/a(Ur/Ua)，并计算绝对误差和目的误差E(%)(RTRP)/RT100%。【三】实验数据处理及误差计算：1.请在坐标纸上，根据实验所打的点描绘等势线和电场线；2.对于同轴电缆静电场的模拟，测量各等位圆的半径(填写在数据记录表中)；3

4、.对于同轴电缆静电场的模拟，计算各等位圆的理论半径(填写在数据记录表中);4.计算绝对误差、相对误差(填写在数据记录表中);5.将2张静电场的模拟图拍照放在此处。【四】实验结果表达：对测量及计算的最终结果做出定量定性的总结，并回答书中对应考虑题的问题。1.总结:实际测量值都大于理论值，讲明实验的误差主要来自系统误差。2.预习考虑:(1)本实验采用什么场来模拟静电场，理论根据是什么？答：本实验采用电流场模拟静电场，理论根据是有类似的物理规律，而且边界条件也一样。(2)试分析一下，本实验中两种测绘等位线的方法，哪一种较好，为何？答：本实验采用的是电压表法测绘静电场，此方法更好，由于穿点数无需太多，

5、无需排除法。3等位线和电力线之间有何关系？答：等位线和电力线相互垂直。3.分析讨论:(1)从测绘的等位线和电力线的分布，试分析哪些地方场强较强，哪些地方场强较弱？答：电力线和等位线越密，电场强度越大；电力线和等位线越疏，电场强度越小。2对电极和导电物质的电导率各有什么要求，为何？两者互相接触的要求对实验结果有什么影响，为何？答：模拟的条件:导电物质应是不良导体，以确保导体是个等势体，其外表是等势面。两者相互接触会导致实验结果不准确，造成误差。(3)在描绘同轴电缆的等位线簇时，怎样正确确定等位圆的圆心？怎样正确描绘等位圆？答：描绘同轴电缆:找出两组等位圆的直径，直径交点及圆心,以圆心到各组某个描点的距离为半径画圆,就是等位圆。【五】误差讨论：针对所计算的误差，具体分析其产生的原因。1.系统误差:仪器老化或导电损坏，读数不准；测量半径时读数不准确。2.随机误差:导线连接太松导致电压波动较大。3.粗大误差:穿点时探针手柄稍微移动或者方格纸有稍微移动；连线时作图不准确。