物理实验静电场的描绘实验报告

首 都 师 范 大 学 物 理 实 验 报 告 班 级 ___信工 C 班___ 组 别 ______D______ 姓 名 ____李铃______ 学 号 _1111000048_ 日 期 ___2013.4.17__ 指 导 教 师 ___刘丽峰___ 【 实 验 题 目 】 _________静 电 场 的 描 绘 【 实 验 目 的 】 1、了解静 电 场 模拟的 依据； 2、学 会用模拟法描 绘 静 电 场 ； 3、测绘 静 电 场 的 等位线、电 力线。 【 实 验 仪器】 HLD-DZ-IV型静 电 场 描 绘 仪（包括双层电 极架、同步探针、稳压电 源和数字电 压表），2张 16开白纸 【 实 验 原理 】 电 场 强度是矢量，而电 位分布是标量，在测量上要简便些，但是直接测量静电 场 的 电 位分布是很困难的 。因为静 电 场 中无电 流，而任何磁电 式电 表都 需要有电 流流过才能偏转，除非用静 电 式仪表测量；再则测量仪表本身总是导 体或电 介质，与其相连的 探针是良导 体，一旦把它们引人静 电 场 中，原静 电 场 将发生强烈改变。因此采用稳恒电 流场 模拟静 电 场 ，来研究、测量静 电 场 的 分布。 1. 用稳恒电 流场 模拟静 电 场 模拟法要求两个类比的 物 理 现象遵从的 物 理 规律具有相似的 数学 表达式。由电 磁学 理 论可知，对一稳恒电 流场 有 ，对一静 电 场 在无源区域内则首 都 师 范 大 学 物 理 实 验 报 告 有 。 比 较 以 上 两 个 方 程 式 可 知 , 两 个 场 的 物 理 量 所 遵 从 的 物 理 规 律 具 有 相 同 的 数学 式 。静电场 中导体表面为等位面，而电流场 中电极通常由良导体制成，同 一电极上 各点电位相 等，所 以 两 个 场 用电位表示的 边界条件也相 同 ，则两 个 场 的 解也相 同 （可 能相 差一个 常数 ）。因而可 以 用稳恒电流场 来模拟静电场 ，通过测量 稳恒电流场 的 电位分布来求得所 模拟静电场 分布。这种利用几何形状和物 理 规 律 在形式 上 相 似的 ，把不便于直接测量 的 量 在相 似条件下间接实 现的 方 法为模拟法。 1.长同 轴带电圆柱体间电场 分布 两 无限长同 轴圆柱和圆筒各带等量 异号电荷，置于真空中，图 6.1 是这对电极的 中间有 限部分，我们现在只研究这有 限部分电极间的 静电场 。 由高斯定理 可 以 推导出...