电场描绘

实验简介实验目的实验原理实验仪器实验内容注意事项数据处理实验3.2电场描绘实验简介电场可以用电场强度E和电位V的空间分布来描述，由于标量在计算和测量上比矢量简单得多，所以常用电位的分布来描绘静电场。通常采用稳恒电流场模拟静电场的方法，即测量出与静电场对应的稳恒电流场的电位分布，从而确定静电场的电位分布。实验目的•掌握模拟法的概念，学习用模拟法描绘静电场的方法。•通过对静电场分布的研究，加强对电场强度和电位的了解。实验原理稳恒电流场模拟静电场的理论根据当电流场中的电极与静电场中的导体有相同的形状和位置，并且有相同的电位差时，可以证明，这两种具有相同边界条件的相同方程，有相同的解，即有相同的电位分布。可以通过测量稳恒电流场的电位来求出所模拟的静电场的电位分布。实验原理模拟无限长同轴圆柱型电缆的静电场同轴电缆的稳恒电流场与静电场具有等效性0)(babr实验仪器DZ—2型静电场描迹仪（包括水槽电极、描绘板、探针手柄、电源和电压表）实验内容1.描绘同轴电缆横截面上的电场分布图（1）向同轴电缆电极间注入自来水，按图3-2-6连接好电路。（2）将探针压在内电极表面上，调节电源输出电压，使内电极电势为5V。（3）取一张大小适度的白纸放在载纸板上，用纸夹将纸固定好。（4）将探针轻靠电极，描出两极边缘处的若干点。（5）依次描绘电势为1.00V、2.00V、3.00V、4.00V的若干个点，图3-2-6接线图注意事项（1）不要将水洒到实验台上，以免造成仪器漏电。（2）水糟电极应接近水平。否则，其中自来水的电阻不均匀。（3）等势线急弯处，记录点应密一些，以免连线困难。【预习思考题】•（1）你如何理解模拟法？它的适用条件是什么？•（2）能否用直流电压表对静电场直接测量？为什么？•（3）用稳恒电流场模拟静电场的实验条件有哪些？制作：黄勇武汉理工大学物理实验中心