用模拟法测绘静电场的实验步骤是什么?

发布网友发布时间：2023-12-22 16:03

我来回答

共1个回答

热心网友时间：2024-02-21 03:49

用模拟法测绘静电场的实验步骤如下：

（一）测绘长同轴圆柱面间的等势线（等位线）和电力线

1.实验仪器连接和调节

按图3所示连接实验电路原理图，将电源输出调节到 10.00V 左右，使两极的电势差为 V0=10.00V，并测定。两探针间接上电压表。

图为同心轴电极电场模拟实验原理图

2.实验测量操作

(1)等势点的描绘

移动探针架，使其与内电极 A 之间的电压为 2.00V，在坐标纸上打点记录。再继续移动探针架，使其与内电极 A 之间的电压为2.00V，在坐标纸上打点记录。依次重复以上测量，在坐标纸上记录5个以上2.00V的等势点。再继续移动探针架，依次重复测量4.00V的等势点，并在坐标纸上记录5个以上4.00V的等势点。依次描绘V r 为5.00V、6.00V、8.00V的等势点。

(2) 等势线的描绘

先把等势点两两相连，然后在两个等势点的连线上作垂直平分线并延长相交，其大多数等势点之间的垂直平分线的交点O就是同轴电缆的中心，同时也是等势线的圆心所在。用圆规以O点为圆心，把各个实验电压下(如1.00V)的大多数点(等势点)作圆连接起来，这就是等势线。最后可以得到 V r 为2.00V 、 4.00V、5.00V、6.00V、8.00V 的等势线。

(3)电力线的描绘

由于电力线是垂直于等势面的。只要在各个等势面上作垂直于该等势面的曲线，则该曲线就是所需要描绘的电力线。

模拟的理论依据

模拟法在科学实验中有着极其广泛的应用，其本质是用一种易于实现、便于测量的物理状态或过程的研究去代替另一种不易实现、不便测量的状态或过程的研究。为了克服直接测量静电场的困难，可以仿造一个与待测静电场分布完全一样的电流场，用容易直接测量的电流场去模拟静电场。

静电场与稳恒电流场本是两种不同的场，但是它们两者之间在一定条件下具有相似的空间分布，即两种场遵守的规律在形式上相似。它们都可以引入电位，而且电场强度E =−ÑU，并且都遵守高斯定理。