实验4.9 用模拟法测绘静电场.ppt

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1、用模拟法测绘静电场用模拟法测绘静电场指导教师：黄英群指导教师：黄英群(P91)实验目的实验目的n 学会学会用模拟法测量静电场的分布用模拟法测量静电场的分布。n 了解了解用稳恒电流场来模拟静电场的用稳恒电流场来模拟静电场的理论依据和基本实验条件。理论依据和基本实验条件。n 加深对电场强度及电势概念的理解。加深对电场强度及电势概念的理解。实验原理实验原理稳恒电流场稳恒电流场静电场静电场一一.用电流场来模拟静电场用电流场来模拟静电场二二.用电流场模拟静电场应满足的条件：用电流场模拟静电场应满足的条件：l 静电场中的带电体与电流场中的电极形状静电场中的带电体与电流场中的电极形状和相互位置应相同。和相互

2、位置应相同。l 电极的电导率应远大于导电纸的电导率。电极的电导率应远大于导电纸的电导率。l 导电纸的电导率应各处均匀。导电纸的电导率应各处均匀。三三.长同轴圆柱面电荷的电场长同轴圆柱面电荷的电场 a)电极连接电极连接 b)电力线和等势线分布电力线和等势线分布(截面图）截面图）四四.两无限长平行带电直圆柱体两无限长平行带电直圆柱体的电场的电场 b)电力线和等势线分布电力线和等势线分布(截面图）截面图）a)电极连接电极连接O1O2PVE=2Vr+-c)测量原理图测量原理图实验仪器实验仪器数字电压表数字电压表1.00硫酸纸硫酸纸描绘仪电源描绘仪电源2.00探针探针电极板电极板注意事项注意事项u 探针

3、头部的导电橡胶头不能取下来，否则探针头部的导电橡胶头不能取下来，否则容易划坏玻璃上的导电膜。容易划坏玻璃上的导电膜。u 测量电压时，应保证探针与玻璃有良好的测量电压时，应保证探针与玻璃有良好的软接触，同时应避免重压，否则容易造成软接触，同时应避免重压，否则容易造成导电橡胶头破裂。导电橡胶头破裂。u 同一等势线上相邻两个记录点的距离以同一等势线上相邻两个记录点的距离以1 12cm2cm为宜，曲线转弯或两条曲线靠近处记为宜，曲线转弯或两条曲线靠近处记录点应取密些。录点应取密些。u测绘长同轴圆柱面电荷的电场时，应在描测绘长同轴圆柱面电荷的电场时，应在描图纸上图纸上标明圆心的位置标明圆心的位置。u 测

4、绘无限长平行带电直圆柱的电场和电势测绘无限长平行带电直圆柱的电场和电势分布时，应在描图纸上分布时，应在描图纸上标明标明O O1 1（正电荷）（正电荷）和和O O2 2（负电荷）的位置（负电荷）的位置。u 在描图纸上描点时，应注意：在描图纸上描点时，应注意：不同的等势不同的等势点用不同颜色的笔区分点用不同颜色的笔区分，便于画出等势线。，便于画出等势线。实验内容和步骤实验内容和步骤一一.测绘长同轴圆柱面电荷的电场测绘长同轴圆柱面电荷的电场二二.测绘两根无限长平行带电直圆柱的电场测绘两根无限长平行带电直圆柱的电场和电势分布和电势分布l l两电极间的电势差两电极间的电势差两电极间的电势差两电极间的电势差U U1 1=2V2V l取取等间隔等间隔电势差，绘等势线（每条等势线至电势差，绘等势线（每条等势线至少取少取8 81212个等势点）个等势点）l将等势点连成光滑的曲线即为等势线将等势点连成光滑的曲线即为等势线l根据电力线与等势线正交的关系画出电力线根据电力线与等势线正交的关系画出电力线分布图分布图数据处理数据处理长同轴圆柱面电荷的电场长同轴圆柱面电荷的电场1.000.800.600.400.20 保保 留留 两两 位位 有有 效效 数数 字字实际电压实际电压1.401.000.60 2.2.无限长平行带电直圆柱的电场无限长平行带电直圆柱的电场保保 留留 两两 位位 有有 效效 数数 字字