模拟法测静电场示范实验报告.docx

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模拟法测静电场示范实验报告实验七:模拟法测静电场示范实验报告
1. 【实验目的】理解模拟实验法的适用条件。
2. 对丁给定的电极，能用模拟法求出其电场分布。
3. 加深对电场强度和电势概念的理解。
【实验仪器】
YJ-ii#“金
=Ed跚=2二rE
=4•・d血=00..E.&
由高斯定理巾=^EdS=生可得：
；0CT
2”rE=m‘即E=E7’
因为外柱面接地点为零电势点，则在A、B两柱面之间距圆柱中心轴为r处的电势为:
R。
U「=「Edr
_二R0dr
2二；。rr
二In医2"r
同理可得A柱的电势:
R)
U。=rEdr
r0
—W—n匝
2二；。r0r2二；。r。
两式相除，得相对电势:
Ur
U°
I&
In——
r
.R°
In——
r°
2. 设计模拟的电流场
为了仿造一个与上述静电场相似的电
流场，我们设计出模拟模型：把圆环形金届电极A和圆环形金届电极B同心地置丁一层均匀导电介质上，当给两面电极问加加上
规定的电压U。后，在A、B电极问的导电介质上就会产生一个稳定的电流分布。导电介质由导
电微晶制成，它的电阻率比金届电极大很多，因此导电微晶是不良导体。设其厚度为t,电阻
率为P,电极A的半径为r0,B的半径为R0。由电阻定律可知，半径为r的圆周到半径为r+dr
的圆周间的圆环(宽度为dr)电阻为:
dsEr
dR=-一=——
s2二rt
R)
半径为r的圆周到半径为Ro的圆周间的圆环电阻为：Rr=」「
同理，半径为r°的圆周到半径为Ro的圆周间的圆环电阻为:
Pln2二t
Ro
ro
丁是，两电极问的总电流：I=也=登,土Rln旦
,Roln——
c_
IRo
In——ro
设外环的电势为0,则距环心为r(r0<r<Ro)处的电势为:
Ur=IRr=U。一^贝U—
qUo
ro
即电流场与静电场的电势分布相同,
乂e=_虬，可见电场强度E的分布也相同，故可dr用电流场描绘静电场。
【实验步骤】
(1) 按图连接好电路，调节“电压输出”旋钮，。
(2) 将探测器置丁电极A中心，再将一张白纸对折三下，放在测试仪有机玻璃平■台上，使其中心对准电极A中心，然后用火子火稳。
(3) 、、，将其中心记录在白纸上。
(4) 、、，再根据电场线和等势线垂直的原理，画出八条电场线。
(5) 断开电路，整理好仪器。
1. 【数据处理】将实验记录的白纸贴丁此处，并画出等势线、电场线，然后用直尺量出等势圆的直径(精
)。
Ds(mm)
De(mm)
D4(mm)
D2(mm)
D8=
D6=
D4=
D2=
数据计算已知：r0====Uoln(R/r)ln(R/r°)
U测（v）
D测（mrh
r测（mm
ln(R°/r)
U理（v）