靜電場(chǎng)描繪實(shí)驗(yàn)報(bào)告.doc

首都師范大學(xué)物 理 實(shí) 驗(yàn) 報(bào) 告班 級(jí)_ _ 組 別_姓 名_ _ 學(xué) 號(hào)_日 期_ _ 指導(dǎo)教師_ _【實(shí)驗(yàn)題目】 靜電場(chǎng)的描繪_【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?. 了解靜電場(chǎng)模擬的依據(jù)；2. 學(xué)會(huì)用模擬法描繪靜電場(chǎng)；3. 測(cè)繪靜電場(chǎng)的等位線、電力線?！緦?shí)驗(yàn)儀器】HLD-DZ-IV型靜電場(chǎng)描繪儀（包括雙層電極架、同步探針、穩(wěn)壓電源和數(shù)字電壓表），2張16開(kāi)毫米坐標(biāo)紙。【實(shí)驗(yàn)原理】電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量，而電位分布是標(biāo)量，在測(cè)量上要簡(jiǎn)便些，而且比較以上兩個(gè)方程式可知, 兩個(gè)場(chǎng)的物理量所遵從的物理規(guī)律具有相同的數(shù)學(xué)式。靜電場(chǎng)中導(dǎo)體表面為等位面，而電流場(chǎng)中電極通常由良導(dǎo)體制成，同一電極上各點(diǎn)電位相等，所以?xún)蓚€(gè)場(chǎng)用電位表示的邊界條件也相同，則兩個(gè)場(chǎng)的解也相同（可能相差一個(gè)常數(shù)）。因而可以用穩(wěn)恒電流場(chǎng)來(lái)模擬靜電場(chǎng)，通過(guò)測(cè)量穩(wěn)恒電流場(chǎng)的電位分布來(lái)求得所模擬靜電場(chǎng)分布。這種利用幾何形狀和物理規(guī)律在形式上相似的，把不便于直接測(cè)量的量在相似條件下間接實(shí)現(xiàn)。【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容】1將復(fù)寫(xiě)紙和坐標(biāo)紙放置在上層支架板上，并用橡皮磁條壓緊。(1)按圖6.5連接電路，并使探針頭置于導(dǎo)電微晶上。 圖6.5 電場(chǎng)描繪電路圖 (2)開(kāi)啟電源開(kāi)關(guān)，將內(nèi)外選擇開(kāi)關(guān)扳向“內(nèi)側(cè)”，旋轉(zhuǎn)“電壓調(diào)節(jié)”旋鈕使電壓表指示為8V或一適當(dāng)?shù)碾妷褐怠?3)將選擇開(kāi)關(guān)扳向“外側(cè)”，尋找等位點(diǎn)。平移同步探針底座使電壓表讀數(shù)分別為1.00V、2.00V、3.00V、4.00V、5.00V、6.00V、7.00V時(shí)，輕輕按下上探針在坐標(biāo)紙上打出一個(gè)點(diǎn)。每條等位線至少要測(cè)5個(gè)以上的等位點(diǎn)，且均勻分布在不同方位上。(4)取下坐標(biāo)紙，由一組等位點(diǎn)找出圓心依次畫(huà)出各等位線，并標(biāo)明每一條等位線的電位值；畫(huà)出電力線。(5)以為橫坐標(biāo)，Ur為縱坐標(biāo)，繪出Ur曲線，看是否為直線，以驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)的正確性?！驹紨?shù)據(jù)】Ur（V）1.002.003.004.005.006.007.00r1（cm）5.35.3.702.501.901.401.100.80r2（cm）5.223.602.601.901.301.100.75r3（cm）5.133.402.501.731.200.650.60r4（cm）5.003.402.481.701.150.650.50r5（cm）5.003.402.551.601.100.700.45r6（cm）5.003.502.401.601.100.850.45r7（cm）5.003.602.381.701.151.000.60r8(cm)5.353.702.501.701.301.100.70【數(shù)據(jù)處理】根據(jù)原始數(shù)據(jù)計(jì)算出在不同電壓下，電位分布半徑的平均值，和ln，方便進(jìn)行下一步的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析Ur（V）1.002.003.004.005.006.007.00（cm）5.133.532.491.731.210.890.60ln（cm）1.641.260.910.550.19-0.12-0.51 【實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析】 根據(jù)處理好的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，畫(huà)出以ln為x軸，電壓U為y軸的平面直角坐標(biāo)系?！舅伎碱}】1 若將實(shí)驗(yàn)使用的電源電壓加倍或減半，電極間的等位線、電力線的形狀是否會(huì)發(fā)生變化?為什么?答：不會(huì)；因?yàn)閮呻姌O間的等位線和電力線的分布和形狀與兩電極間的電位差大小無(wú)關(guān)2 將電極間電壓的正負(fù)極交換一下，繪出的等位線會(huì)有變化嗎?答：不會(huì)發(fā)生變化 3 測(cè)繪電力線時(shí)應(yīng)注意什么問(wèn)題？答：按點(diǎn)的時(shí)候不