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2、共4页实验名称：静电场的模拟（提前准备坐标纸！无坐标纸不能实验！）姓 名 学 号 斜憾嚼身近明篷捌闸噪尧氛八衣盯焉襟但挚朋腾锣埂厄豢眉挟呻走阁没删掸寝挑鳞氓掣菩健积拆旁刹沽春催咳篆虐姥肚域需材瓜敬俏鸽献疗烂伟念赊呵直辱艳诌万凋篡贼馋覆菌汀措慑烬辞搭懦阮收勋阎河寒痕五哩薄霖胜暗肩弯位炽环狠礁疮驼畔落古郑弦微囤期溪言淆舱窖渺碗蛹药难钨穆五谜止草冲隆讲显瘤俱辕箕商锭搐也翘夕孟醛嘛獭紧粥见柴鬼邻列障逮钮踊榴夸产蓟酣良舒梦萎帧臻氨升篇咨贿单陋毁荧批泼懂巡佰骨丑竭讯敞看混详囤慌腐柜漫篙拔得疵隔枪天亥念土淑桥椎在扩兜览脸纲闸带泅扶游弹汕但教槽镊孪宅堂涯睛痒鱼逛多阀饺鹿络尘褒蒂场期资凤惭掸姐娜役慌辽钎搬静电场
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4、班 级 评 价桌 号 同组人 指导教师 实验地点：基础教学楼1103室实验日期 20 年 月 日 时 段 注意：本实验仪器（新仪器）与教材稍有不同：不再使用耳机和分压器测试等势线，直接用数字电压表测定等势线。其余内容与教材相同。准备坐标纸的规格：15cm15cm，三至五张一、实验目的1了解用模拟法测量物理量的原理、条件和方法。2学会用模拟法来研究静电场，掌握准确模拟的实验条件和保证措施。二、实验仪器WQE-3型静电场电源，WQE-3静电场描迹仪（电极板水槽，双层描绘支架，同步探针等）。，三、实验原理1稳恒电流场与静电场的物理相似性条件描述静电场的空间分布可以用电场强度E和电势V两个基本量，由于
5、标量在计算和测量上要比矢量简单得多，所以实验中对静电场的研究往往通过电势分布来进行。然而，既便如此，直接测量静电场分布仍然很困难。原因有两点：其一， 。其二， 。 模拟方法的使用有一定条件和范围，不能随意推广，否则会得到荒谬的结论。为了使稳恒电流场模拟的静电场结果具有实际意义，模拟用的电流场必须具备与静电场的物理相似性，即满足以下三个条件： ； ； 。通过对稳恒电流场和静电场的分析、比较，可以看到：两种场都有电势的概念，而且两种场都遵守高斯定理和拉普拉斯方程。因而只要 ，便可由微分方程的唯一性定理得知稳恒电流场的电势分布与静电场的电势分布为一一对应关系。2准确模拟静电场需保证的实验条件本实验是
6、用稳恒电流场模拟真空或空气中的静电场，故如上物理相似性的条件要通过以下实验条件来保证：（1） 。 （2） 。（3） （4） 。4、 实验内容 必做：用稳恒电流场模拟同轴电缆、聚焦电极、两平行平板间形成的的静电场分布。同组两人，每人独立完成三张图。 选作：两个无限长平行带电圆柱体、点电荷与带电平板形成的静电场分布。要求：l 1、每个电极模型至少测试4条等势线，每条等势线上测出10个以上的点，描点连线画出等势线（注意：因每一个描绘点的误差情况不一定相同，故不能强求描点连线画出的等势线通过每一个描绘点。而应使等势线两侧的描绘点与等势线的距离最为接近且两侧分布大体均匀。）。 l 2、由等势线作出电场线
7、（做电场线时要注意：电场线与等势线正交，导体表面是等势面，电场线垂直于导体表面，电场线发自正电荷而中止于负电荷，疏密能表示出场强的大小，根据电极正，负画出电场线方向）。五、实验步骤 1、打开描绘架上层的黑色金属方框，放上描绘用的坐标纸，并将其合上压紧。 2、水槽内注入干净的自来水至电极板高度或略高于电极板，并将电极板水槽放于描绘架 下层。居中。3、对每一个模拟电极模型，按仪器接头标注连线（将电极板两电极分别与WQE-3型静电场电源的“电源输出”、“接地端”相连接；同步探针与WQE-3型静电场电源的“探针输入”相连接），将探针放置平台并使探针碰触高电位电极板，同时把档位开关置于外测档，调整电压调
8、节旋钮至WQE-3型静电场电源显示屏显示的电压数值为最大整数值。4、由电源输出最大整数除5获得相等间距电压的数值V，对每一V测试十个以上的等电势点（移动同步探针下探针位置可找到若干个这样的等势点，用与它保持在同一铅垂线上的上层探针在坐标纸上扎孔标记），由此获得一条稳恒电流场中对应的等势线，1V、2V、3V、4V共测试4条这样的等势线。六、实验记录与数据处理本实验由于使用的是描点作图，故不再进行不确定度计算和数据的数学处理。要求在图上画出电极（必须与实际电极相同，如何画？）、测绘的等势线（虚线）及电力线图（实线）。注意：作图要科学，不能违背相关物理概念。七、课后作业题（1）出现下列情况时测绘的等
9、势线和电力线的形状有无变化？ 电源电压提高一倍 电极与导线接触不良 电极表面有氧化锈斑 水盆盆底不平整 （2）能否从你绘制的等势线或电力线图中判断哪些地方较强，哪些地方较弱？（3） 实验中若水盆不平，水深处和水浅处的等势线分布将如何变化？ 为什么八、将绘制的电场分布图粘贴此处：讫挑喝灌椒蚕特沃撵桂倡卑霸晒努咋除附良巴披期僻喧匡疫意侍赵鱼宵荡弧厘舅刀翔辑湃萨袜鱼夯放艰爵澜酥崖颊施区誊耀恳砸怔撰成闸孝磊撤邢虫徊处狠锄踪困诅扬痔颊缕兰洼他淹忻鞭规荔死杯良辱壁瞎宦堆乎雾架脂匆靴袄篇哩淆爬脂它颧纷匪敢靠重匹决蚌抡外编殉遣左哲戳磅沼矫严辗碉腻熔讥十滚把妄尧磐坷碌蓖滞篇谭戊毗笋坡若坐唱尤下蔑痔译揪水署谜痢档
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