靜電場描繪的實驗報告模板

PAGEPAGE1梧州學院學生實驗報告成績：指導教師：專業(yè)：班別：實驗時間：實驗人：學號：同組實驗人：實驗課程：大學物理實驗（電磁學）實驗名稱：靜電場的描繪實驗設(shè)備：靜電場描繪電源、靜電場描繪儀、坐標紙（自備）實驗?zāi)康模?.了解用電流場模擬靜電場的基本原理。2.學習用模擬法測繪靜電場的分布。3.加深對靜電場強度和電勢概念的理解。實驗原理:直接測量靜電場的分布是不容易的。理論和實驗證明導電介質(zhì)里穩(wěn)恒電流建立的穩(wěn)恒電流場與靜電場的規(guī)律完全相似，而且電流場中電勢很容易用伏特計測出，所以可以用穩(wěn)恒電流場模擬靜電場。測量出被模擬的電場中各點電勢。連接各等勢點作出等勢面，根據(jù)電場線與等勢面的垂直關(guān)系，描繪出電場線，即可形象的了解電場的情況，加深對電場強度、電勢和電勢差概念的理解。本實驗采用水槽，用水代替導電紙做實驗，導電性能均勻，儀器直觀性強，實驗方便準確。為了分析實驗探測的結(jié)果，以無限長同軸柱狀導體間的電場為例，其截面如圖（10-2）所示，設(shè)電極A的半徑和電極B的內(nèi)徑分別為和b，每單位長度分別帶有電荷+λ和-λ，B接地，設(shè)A的電勢為UA，B的電勢為零。根據(jù)高斯定理，在導體A、B之間與中心軸距離為r的任意一點的電場強度大小為圖10-2同軸導體截面電場（）圖10-2同軸導體截面電場由得（10-2）因為B接地，即 因此電極A的電勢為 （10-3）由式(10-2)與式(10-3)可得 （10-4）式中為真空的電容率（或稱介電常量）。實驗步驟:1.打開描繪架上層的黑色金屬方框，放上描繪用的方格紙，并將其合上。2.水槽內(nèi)注入干凈的自來水至電極板高度3/4，并置于描繪架下層居中。3.按圖連接好線路，將探針放置平臺并使探針碰觸著接地電極板，同時把檔位開關(guān)置內(nèi)測檔，打開電源開關(guān)，調(diào)整電壓調(diào)節(jié)旋鈕至12V，再把檔位開關(guān)置外測檔，此時電壓會小于12V，再調(diào)電壓調(diào)節(jié)旋鈕，使內(nèi)、外測電壓盡可能接近于12V。4.用探針在方格紙上畫出兩電極的形狀。5.用探針仔細找出電勢為1V的點，同時按下上探針，在方格紙上打點作記號，再在對稱的不同方位取8個以上的點（圓越大，找點越多）；重復(fù)以上步驟，分別找出2V、4V、6V、8V等勢線上的點。實驗數(shù)據(jù)處理:1.在方格紙上畫出連接各等勢點，得到等勢線，再作出電場線。2.測量各等勢線半徑，按式（1）計算U的理論值，算出各電勢的百分誤差。模擬法描繪靜電場數(shù)據(jù)記錄表UA=V，=cm，b=cm測量值（V）1.002.004.006.008.00等勢線半徑r(mm)理論值（V）實驗總結(jié)和思考:1．用模擬法測的電勢分布是否與靜電場的電勢分布一樣？2．如果實驗時電源的輸出電壓