20xx用模擬法測繪靜電場實(shí)驗(yàn)報告!!(參考版)
2025-01-12 05:56本頁面
【正文】
5
15 。
誤差分析：
(1) 實(shí)驗(yàn)誤差主要由電源電壓的輸入阻抗引起，輸入阻抗越大，誤差越小，結(jié)果越好。本
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%，%，超出了儀器的精度1%，認(rèn)為系統(tǒng)誤差在操作中某實(shí)驗(yàn)條件未符合時引入的，并且半徑越小的地方誤差越大。
（10）以l為橫坐標(biāo)，V實(shí)為縱坐標(biāo)，做V實(shí)l曲線，并與V理l曲線比較
測量聚焦電極的電勢分布（選做）
、2 .00V、一般先測5 .00V的等位點(diǎn)，因?yàn)檫@是電極的對稱軸。
（8）計算各相應(yīng)坐標(biāo)r處的電勢的理論值V理，并與實(shí)驗(yàn)值比較，計算百分差。量出各條等勢線的坐標(biāo)r（不一定都相等），并分別求其平均值。
（5）移動探針，在A電極周圍找出電勢分別為8V，6V，4V，2V的各8個等勢點(diǎn)（圓越大，應(yīng)多找?guī)c(diǎn)），方法如步驟（4）。移動探針，在A電極附近找出電勢為10V的點(diǎn)，用上探針在坐標(biāo)紙上扎孔為記。調(diào)節(jié)交流輸出電壓，使AB兩電極間的電壓為交流12V，保持不變。調(diào)節(jié)探針，使下探針浸入自來水中，觸及水槽底部，上探針與坐標(biāo)紙有12mm的距離。加自來水填充在電極間。
[實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟]
測量無限長同軸圓柱間的電勢分布。
半徑為r的圓柱面的電勢為
b
V?
VA
blna
ln
圖同軸圓柱面的電場分布
圖不良導(dǎo)體圓柱面電勢分布
結(jié)論：
穩(wěn)恒電流場與靜電場的電勢分布是相同的。 靜電場(無電荷區(qū)) 穩(wěn)恒電流場(無電流區(qū))
???D??E???D?dS?0?????E?dl?0?
???U?bE??dl??aba
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討論同軸圓柱面的電場、電勢分布 （1）靜電場
根據(jù)理論計算，A、B兩電極間半徑為r處的電場強(qiáng)度大小為
E?
?
2??0r
A、B兩電極間任一半徑為r的柱面的電勢為
1
b
V?VA
blna
ln
（2）穩(wěn)恒電流場
在電極A、B間用均勻的不良導(dǎo)體（如導(dǎo)電紙、稀硫酸銅溶液或自來水等）連接或填充時，接上電源（設(shè)輸出電壓為VA）后，不良導(dǎo)體中就產(chǎn)生了從電極A均勻輻射狀地流向電極B的電流。
模擬法理由
兩場服從的規(guī)律的數(shù)學(xué)形式相同,如又滿足相同的邊界條件,則電場、電位分布完全相類似，所以可用電流場模擬靜電場。再則任何磁電式電表的內(nèi)阻都遠(yuǎn)小于空氣或真空的電阻，若在靜電場中引入電表，勢必使電場發(fā)生嚴(yán)重畸變；同時，電表或其它探測器置于電場中，要引起靜電感應(yīng)，使原場源電荷的分布發(fā)生變化。有了電位U值的分布，由 E???U 便可求出E的大小和方向，整個電場就算確定了。因此，在電場的計算或測試中往往是先研究電位的分布情況，因?yàn)殡娢皇菢?biāo)量。 3．加深對電場強(qiáng)度和電勢概念的理解
【實(shí)驗(yàn)儀器】
雙層靜電場測試儀、模擬裝置（同軸電纜和電子槍聚焦電極）、JDY型靜電場描繪電源。
ln
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