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1、关于用模拟法描绘关于用模拟法描绘静电场静电场第一页，本课件共有14页一、实验目的一、实验目的一、实验目的一、实验目的1.1.学习用学习用模拟法模拟法描绘静电场的原理和方法；描绘静电场的原理和方法；2.2.加深对加深对电场强度电场强度和和电场线电场线、电位电位等概念的理解；等概念的理解；3.3.描绘描绘同轴圆柱形电缆同轴圆柱形电缆横截面横截面的电场分布情况。的电场分布情况。第二页，本课件共有14页二、实验原理二、实验原理稳恒电流场稳恒电流场静电场？静电场？模拟模拟在一定条件下在一定条件下,这两种场可以用两组对应的物理量来描述，并这两种场可以用两组对应的物理量来描述，并且这两组物理量遵循着数学形式
2、相同的物理规律且这两组物理量遵循着数学形式相同的物理规律。长直同轴圆柱形电缆长直同轴圆柱形电缆导电玻璃和（同心圆）导电玻璃和（同心圆）电极构成的圆柱薄片电极构成的圆柱薄片1.思考：思考：第三页，本课件共有14页2.模拟条件模拟条件（1 1）稳恒电流场中的电极形状应与被模拟的静电场中的带电）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。体几何形状相同。（2 2）稳恒电流场中的导电介质应是不良导体且电导率分布均）稳恒电流场中的导电介质应是不良导体且电导率分布均匀，并满足匀，并满足电极电极导电质才能保证电流场中的电极导电质才能保证电流场中的电极（良导体）的表面也近似是一个等位面。（
3、良导体）的表面也近似是一个等位面。（3 3）模拟所用电极系统与被模拟静电场的边界条件相同。）模拟所用电极系统与被模拟静电场的边界条件相同。第四页，本课件共有14页3.长直同轴圆柱形电缆长直同轴圆柱形电缆对于对于长同轴圆柱形电缆，长同轴圆柱形电缆，距轴心距轴心O半径为半径为r处的各点电场强度为：处的各点电场强度为：内电极到距中心为内电极到距中心为r r处的电位差处的电位差V Varar为：为：而内、外电极间：而内、外电极间：第五页，本课件共有14页4.同形状的导电玻璃和同心圆电极构成的圆柱薄片同形状的导电玻璃和同心圆电极构成的圆柱薄片径向电流：径向电流：第六页，本课件共有14页 显而易见，稳恒电
4、流场与静电场的电势显而易见，稳恒电流场与静电场的电势分布也是相同的分布也是相同的；即可以用稳恒电流场来模拟静电场。即可以用稳恒电流场来模拟静电场。可见，两者的电势分布相同。可见，两者的电势分布相同。第七页，本课件共有14页5.静电场的测绘方法静电场的测绘方法(1)(1)E E是矢量，而电位是矢量，而电位U U是标量，从实验测量来讲，是标量，从实验测量来讲，可先测绘等位线。可先测绘等位线。+(3)(3)由等位线的间距确定电力线的疏密，将抽象的电由等位线的间距确定电力线的疏密，将抽象的电 场形象地反映出来。场形象地反映出来。(2)(2)根据电力线与等位线正交的原理，画出电力线。根据电力线与等位线正
5、交的原理，画出电力线。第八页，本课件共有14页三、实验仪器三、实验仪器专用电源专用电源探针探针电场描绘仪电场描绘仪第九页，本课件共有14页专用电源专用电源(前面板前面板)第十页，本课件共有14页四、实验内容及步骤四、实验内容及步骤1.描绘同轴电缆的静电场分布的接线图：描绘同轴电缆的静电场分布的接线图：a bV+-10.00Vr探针探针记录针记录针第十一页，本课件共有14页(2)(2)校正校正 (内内)(3)(3)测量测量 (外外):):i、将白纸上的8条对称辐射线的中心，与内电极的中心对准，利用小磁条固定好白纸；ii、在白纸上描出7.00V、5.00V、3.00V和1.00V的等位点，每等位点
6、不少于8个点(均匀分布)；Iii、用圆规画出各等位点的等位线；根据电力线与等位线相互垂直的特点，画出电力线。2.实验步骤实验步骤(1)(1)准备一张白纸：准备一张白纸：八条对称辐射线八条对称辐射线第十二页，本课件共有14页1.00V3.00V5.00V7.00VD3.数据处理(1)(1)有效数字有效数字(2)(2)四舍六入五凑偶四舍六入五凑偶(3)(3)要用圆规画圆要用圆规画圆(4)(4)点要用点要用“”或或其他符号标记其他符号标记(5)(5)内电极直径取内电极直径取2a=10.00mm2a=10.00mm(6)(6)作图记录要保留作图记录要保留第十三页，本课件共有14页感谢大家观看第十四页，本课件共有14页