用模拟法测绘静电场实验报告!!篇一：模拟法测绘静电场实验思考题答案 用模拟法测绘静电场 对稳恒场而言，微分方程及边界条件唯一地决定了场的结构或分布，若两种场满足相同的微分方程及边界条件，则它们的结构也必然相同，静电场与模拟区域内的稳恒电流场具有形式相同的微分方程，只要使他们满足形式相同的边界条件，则两者必定有相同的场结构模拟的条件是：稳恒电流场中的电极形状应与被模拟的静电场中的带电体几何形状相同；稳恒电流场中的导电介质是不良导体且电导率分布均匀，并满足σ极σ介以保证电流场中的电极（良导体）的表面也近似是一个等势面；模拟所用电极系统与被模拟电极系统的边界条件相同 2．等势线和电场线之间有何关系？ 等势线和电场线处处相互垂直 3．在测绘电场时，导电微晶边界处的电流是如何流动的？此处的电场线和等势线与边界有什么关系？它们对被测绘的电场有什么影响？ 在测绘电场时，导电微晶边界处的电流为0此处的电场线垂直于边界，而等势线平行于边界这导致被测绘的电场在近边界处受边界形状影响产生变形，不能表现出电场在无限空间中的分布特性 电极形状偏离圆形，导电介质分布不均匀，测量时的偶然误差等等 3．从对长直同轴圆柱面的等势线的定量分析看，测得的等势线半径和理论值相比是偏大还是偏小？有哪些可能的原因导致这样的结果？ ⑴偏大，可能原因有电极直径测量偏大，外环电极表面有氧化层产生附加电阻，电压标示器件显示偏大等；⑵偏小，可能原因有电极直径测量偏小，中心电极表面有氧化层产生附加电阻，电压标示器件显示偏小等。
篇二：用模拟法测绘静电场实验示范报告 用模拟法测绘静电场实验示范报告 稳恒电流场与静电场的电势分布是相同的由于稳恒电流场和静电场具有这种等效性，因此要测绘静电场的分布，只要测绘相应的稳恒电流场的分布就行了 [实验内容与步骤] 1、 测量无限长同轴圆柱间的电势分布 （1）在测试仪上层板上放定一张坐标记录纸，下层板上放置水槽式无限长同轴圆柱面电场模拟电极加自来水填充在电极间 （2）接好电路调节探针，使下探针浸入自来水中，触及水槽底部，上探针与坐标纸有1-2mm的距离 （3）接通电源，K2扳向“电压输出”位置调节交流输出电压，使AB两电极间的电压为交流12V，保持不变 （4）移动探针，在A电极附近找出电势为10V的点，用上探针在坐标纸上扎孔为记同理再在A周围找出电势为10V的等势点7个，扎孔为记 （5）移动探针，在A电极周围找出电势分别为8V，6V，4V，2V的各8个等势点（圆越大，应多找几点），方法如步骤（4） 2（6）分别用8个等势点连成等势线（应是圆），确定圆心O的位置量出各条等势线的坐标r（不一定都相等），并分别求其平均值 （7）用游标卡尺分别测出电极A和B的直径2a和2b 。
（8）计算各相应坐标r处的电势的理论值V理，并与实验值比较，计算百分差 （9）根据等势线与电力线相互正交的特点，在等势线图上添置电力线，成为一张完整的两无限长带等量异号电荷同轴圆柱面的静电场分布图 （10）以l为横坐标，V实为纵坐标，做V实-l曲线，并与V理-l曲线比较 2、测量聚焦电极的电势分布（选做） 分别测10.00V、9.00V、8.00V、7.00V、6.00V、5.00V、4.00V、3.00V、2 .00V、1.00V、0.00V等，一般先测5 .00V的等位点，因为 步骤同上 [数据记录] 模拟电场分布测试数据 V理(V) r(cm) V理 V实?V理 V理 (%) 8.00 1．10 8．17 2．1% 6.00 1．50 6.31 4．9% 4.00 2．15 4.14 3．4% 3.00 2.55 3．12 3．8% 2.00 ？ ？ ？ 1.00 3．58 1.07 6． 5% 处理： 1、用圆规和曲线板绘出园柱形同轴电缆电场等位线(注意电极的位置). 2、根据电力线垂直等位面,绘出电力线. 贴图1：同轴圆柱体 贴图2：聚焦电极 3 3、在圆柱形电缆电场分布图上量出各等位线的半径,计算V并与理论值比较,求出其相对误差. rln(1) ?8.17(V)； （1）r1?1.10cm；则V1?VA aln()b Ev? V实?V理 V理 ?100%??2.2% rln(1) ?6.31(V)； （2）r2?1.50cm；则V2?VA aln()b Ev? V实?V理 V理 ?100%??5.0% （3）要具体计算 （4）要具体计算 （5）要具体计算 结果分析： （1）由图中可以看出实际测量值都在理论值的下方，说明实验的误差主要来自系统误 4 差。
本次测量中误差最小为2.1%，最大为6.5%，超出了仪器的精度1%，认为系统误差在操作中某实验条件未符合时引入的，并且半径越小的地方误差越大这充分说明实验中要保证水槽 的水介质要均匀分布，并且描绘的等势点不能太少，否则半径会引入较大的误差 （2）等势面由人工拟合，因此半径的计算较粗糙，估计至少?r?0.2cm，分析对第一组的影响， 8.00.2知，?V??V?r?VA??r???1.09V ar0.4061.1a?r lnlnln b2.145b 1.09Ev??100%?12% 8 说明在确定数据点时，一定要保证装置以及操作的稳定性，另外数据尽量多，以减少实验值的波动性 ln r 由V?VA 5篇三：用模拟法测绘静电场示范报告 用模拟法测绘静电场实验示范报告 物理实验中心 LXD 稳恒电流场与静电场的电势分布是相同的由于稳恒电流场和静电场具有这种等效性，因此要测绘静电场的分布，只要测绘相应的稳恒电流场的分布就行了 [实验内容与步骤] 1、 测量无限长同轴圆柱间的电势分布 （1）在测试仪上层板上放定一张坐标记录纸，下层板上放置水槽式无限长同轴圆柱面电场模拟电极。
加自来水填充在电极间 （2）按图17-5接好电路调节探针，使下探针浸入自来水中，触及水槽底部，上探针与坐标纸有1-2mm的距离 （3）接通电源，K2扳向“电压输出”位置调节交流输出电压，使AB两电极间的电压为交流12V，保持不变 （4）将交流毫伏表与下探针连接移动探针，在A电极附近找出电势为10V的点，用上探针在坐标纸上扎孔为记同理再在A周围找出电势为10V的等势点7个，扎孔为记 （5）移动探针，在A电极周围找出电势分别为8V，6V，4V，2V的各8个等势点（圆越大，应多找几点），方法如步骤（4） 2（6）分别用8个等势点连成等势线（应是圆），确定圆心O的位置量出各条等势线的坐标r（不一定都相等），并分别求其平均值 （7）用游标卡尺分别测出电极A和B的直径2a和2b （8）计算各相应坐标r处的电势的理论值V理，并与实验值比较，计算百分差 （9）根据等势线与电力线相互正交的特点，在等势线图上添置电力线，成为一张完整的两无限长带等量异号电荷同轴圆柱面的静电场分布图 （10）以l为横坐标，V实为纵坐标，做V实-l曲线，并与V理-l曲线比较 2、测量聚焦电极的电势分布（选做） 分别测10.00V、9.00V、8.00V、7.00V、6.00V、5.00V、4.00V、3.00V、2 .00V、1.00V、0.00V等，一般先测5 .00V的等位点，因为 步骤同上 [数据记录] 模拟电场分布测试数据 V理(V) r(cm) V理 10.00 ？ ？ 8.00 1．10 8．17 2．1% 6.00 1．50 6.31 4．9% 4.00 2．15 4.14 3．4% 3.00 2.55 3．12 3．8% 2.00 ？ ？ ？ 1.00 3．58 1.07 6． 5% V实?V理 V理 (%) ？ 处理： 1、用圆规和曲线板绘出园柱形同轴电缆电场等位线(注意电极的位置). 2、根据电力线垂直等位面,绘出电力线. 贴图1：同轴援助体 贴图2：聚焦电极 3 3、在圆柱形电缆电场分布图上量出各等位线的半径,计算V并与理论值比较,求出其相对误差. rln(1) ?8.17(V)； （1）r1?1.10cm；则V1?VA aln()b Ev? V实?V理 V理 ?100%??2.2% rln(1) ?6.31(V)； （2）r2?1.50cm；则V2?VA aln()b Ev? V实?V理 V理 ?100%??5.0% （3）要具体计算 （4）要具体计算 （5）要具体计算 结果分析： 由图中可以看出实际测量值都在理论值的下方，说明实验的误差主要来自系统误差。
本 4 次测量中误差最小为2.1%，最大为6.5%，超出了仪器的精度1%，认为系统误差在操作中某实验条件未符合时引入的，并且半径越小的地方误差越大这充分说明实验中要保证水槽 的水介质要均匀分布，并且描绘的等势点不能太少，否则半径会引入较大的误差 误差分析： (1) 实验误差主要由电源电压的输入阻抗引起，输入阻抗越大，误差越小，结果越好 (2) 等势面由人工拟合，因此半径的计算较粗糙，估计至少?r?0.2cm，分析对第一 组的影响， r V?r?V8.00.2 由V?VA知，?V??r?A????1.09V aa0.406?rrln1.1lnlnbb2.1451.09Ev??100%?12% 8 ln 说明在确定数据点时，一定要保证装置以及操作的稳定性，另外数据尽量多，以减少实验值的波动性 5《用模拟法测绘静电场实验报告!!》。