大物實(shí)驗(yàn)之靜電場(chǎng)PPT課件

1、1,用 電 流 場(chǎng) 模 擬 靜 電 場(chǎng),2,電荷的分布決定了靜電場(chǎng)的形狀。但是在大多數(shù)情況下，不能得到數(shù)學(xué)解，要依靠實(shí)驗(yàn)方法來(lái)得到。由于實(shí)驗(yàn)中，進(jìn)行測(cè)量時(shí)必須依靠有能感知信號(hào)的探頭，然而任何探測(cè)頭的放入都會(huì)影響原有電場(chǎng)的分布。因此靜電場(chǎng)的直接測(cè)量是很難實(shí)現(xiàn)的。但用與靜電場(chǎng)對(duì)應(yīng)的恒定電流場(chǎng)之電位來(lái)模擬靜電場(chǎng)電位分布，是一個(gè)十分便利有效的實(shí)驗(yàn)方法。這就是模擬法的例子。 模擬法是依據(jù)與欲探測(cè)的物理狀態(tài)（或過(guò)程）有相同的數(shù)學(xué)方程和邊界條件的另一個(gè)便于測(cè)量的物理狀態(tài)（或過(guò)程）來(lái)求得。 模擬法作為科學(xué)研究中的一種最基礎(chǔ)的方法，得到廣泛的應(yīng)用,3,一、實(shí) 驗(yàn) 目 的,4,1、加深對(duì)電場(chǎng)強(qiáng)度和電位概念的理解.

2、 2、學(xué)習(xí)用模擬法測(cè)繪靜電場(chǎng)的原理和方法,5,二、實(shí) 驗(yàn) 原 理,6,1）為什么要采用模擬法求解： 直接測(cè)量或描繪靜電場(chǎng)是很困難的，主要的因素有: 1、測(cè)量?jī)x器只能采用靜電式儀表，而一般用的磁電式儀表要有電流才會(huì)有反應(yīng)，而靜電場(chǎng)不會(huì)有電流，自然不能起作用。 2、任何磁電儀表的內(nèi)阻均遠(yuǎn)小于空氣或真空電阻，在靜電場(chǎng)中引入電表要引起電場(chǎng)的畸變，使得測(cè)量毫無(wú)意義。 若要減小測(cè)量?jī)x器對(duì)原有靜電場(chǎng)的影響只能采用電量很小的試探電荷，這對(duì)測(cè)量?jī)x器靈敏度就必須提出很高的要求。 為了克服直接測(cè)量靜電場(chǎng)的困難，一般采用間接測(cè)量的方法模擬法,7,8,3）模擬條件： 1、需要建立一個(gè)均勻分布導(dǎo)電 物質(zhì)的平面空間。 2、

3、導(dǎo)電物質(zhì)的電導(dǎo)率要遠(yuǎn)比良導(dǎo)體物質(zhì)的電導(dǎo)率低,9,三、實(shí) 驗(yàn) 裝 置,10,11,12,四、實(shí) 驗(yàn) 內(nèi) 容,13,1、描繪同軸圓柱間的靜電場(chǎng)電勢(shì)分布,條件：電源電壓U1=10V，小圓柱半徑ra，電勢(shì)Ua=10V，大圓柱半徑rb，電勢(shì)Ub=0V ，在半徑為r 處，電勢(shì)Ur,14,15,16,3）：將“電表指示”開關(guān)撥向“測(cè)量”檔；將探針伸入電極架并與電極板的導(dǎo)電玻璃接觸，此時(shí)電表應(yīng)有讀數(shù)。探針與低電勢(shì)電極接觸，讀數(shù)為零。 探針與高電勢(shì)電極接觸，讀數(shù)與“電表指示”開關(guān)撥向“校正”檔時(shí)相同(如10V),17,4）：在電極架板上的適當(dāng)位置壓上白紙，測(cè)繪不同電勢(shì)數(shù)值的等勢(shì)線。移動(dòng)探針座，讓上下探針在電極板上緩慢移動(dòng)，同時(shí)注意電壓表讀數(shù)。當(dāng)讀數(shù)達(dá)到所需電勢(shì)值時(shí)，按下探針，在描圖紙上確定一個(gè)點(diǎn)。按同樣的方法得到與這一電勢(shì)值對(duì)應(yīng)的一系列等電勢(shì)點(diǎn)，連接這些等勢(shì)點(diǎn)就構(gòu)成了一條等勢(shì)線,18,點(diǎn)擊下圖觀看操作過(guò)程,19,3、同軸圓柱間等位線與電力線的分布,20,21,22,2）描繪聚焦電極的電場(chǎng)分布( 選做） 利用圖所示模擬模型，測(cè)繪陰極射線示波管內(nèi)聚焦電極間的電場(chǎng)分布。要求測(cè)出79條等位線，相鄰等位線間的電位差為1伏。該場(chǎng)為非均勻電場(chǎng)，等位線是一蔟互不相交的曲線，每條等位線的測(cè)量點(diǎn)應(yīng)