《物理实验》课程教学课件（PPT讲稿）静电场测绘

静电场测绘 教学手段讲授演示 实验目的 学习用模拟法测绘静电场的分布 加深对电场强度和电势概念的理解 实验仪器静电场测绘仪、检流计、电阻箱、毫米方格纸及导线等 实验原理 由电磁场理论可知,稳恒电流电场和静电场的空间分布是一致的,只要电极形状一定, 电极电势不变,空间介质均匀,在任何一个考察点,均有E 或 静电 可以同轴圆柱形电缆的“静电场”和相应的“稳恒电流场”来讨论这种等效性),因此 欲测绘静电场的分布,只要测绘相应的稳恒电流的电场即可。同时,在测绘时为能简单 给电场定性,只研究横截面上的电场分布 为与静电场的真空介质相对应,在测绘中的导电物质是涂上一层薄石墨粉的导电纸, 其导电率远比金属电极低,符合模拟条件

静电场测绘 教学手段 讲授 演示 实验目的 学习用模拟法测绘静电场的分布 加深对电场强度和电势概念的理解 实验仪器 静电场测绘仪、检流计、电阻箱、毫米方格纸及导线等 实验原理 ·模拟的依据 由电磁场理论可知，稳恒电流电场和静电场的空间分布是一致的，只要电极形状一定， 电极电势不变，空间介质均匀，在任何一个考察点，均有 或 (可以同轴圆柱形电缆的“静电场”和相应的“稳恒电流场”来讨论这种等效性)，因此， 欲测绘静电场的分布，只要测绘相应的稳恒电流的电场即可。同时，在测绘时为能简单 给电场定性，只研究横截面上的电场分布 E稳恒 = E静电 U稳恒 = U静电 ·模拟条件 为与静电场的真空介质相对应，在测绘中的导电物质是涂上一层薄石墨粉的导电纸， 其导电率远比金属电极低，符合模拟条件

静电场的测绘方法 场强E在数值上为电势梯度,方向为电势降低的方向,且电场线与等势线是相 互正交,则测绘电场线的方法有以下两种: 电压表法 检流计法 以平行输电线的电极A、B模拟等值异号 检流计G跨接在C、D两端;移动探 电荷,测绘电场分布情况,将电极A、B 笔C,找到那些使G不偏转的点,然 与导电纸紧密接触,接通电源,则在导 后连接起来,即为等势线 电纸上形成平面电流场,电流由A向B辐 向传导,导电纸上任一点C具有确定的电 势,其值可由电压表显示,将具有相同 值的点相连即为等势线 分别测出平行带电板、一对电偶极子、同轴电缆的等电势点 从而得出几簇等势线,再由正交原理描绘出其电场分布曲线 注意事项 1、灵敏度调节旋钮应调至4/5位置处,使在保证实验准确性 的基础上进一步保护检流计 2、探笔不应长时间放置在导电板上,以保护检流计 3、导电板为玻璃板,使用时应注意轻拿轻放

·静电场的测绘方法 场强E在数值上为电势梯度，方向为电势降低的方向，且电场线与等势线是相 互正交，则测绘电场线的方法有以下两种： 电压表法 以平行输电线的电极A、B模拟等值异号 电荷，测绘电场分布情况，将电极A、B 与导电纸紧密接触，接通电源，则在导 电纸上形成平面电流场，电流由A向B辐 向传导，导电纸上任一点C具有确定的电 势，其值可由电压表显示，将具有相同 值的点相连即为等势线 Uc 检流计法 检流计G跨接在C、D两端；移动探 笔C，找到那些使G不偏转的点，然 后连接起来，即为等势线 ·测绘要求 分别测出平行带电板、一对电偶极子、同轴电缆的等电势点， 从而得出几簇等势线，再由正交原理描绘出其电场分布曲线 注意事项 1、灵敏度调节旋钮应调至4/5位置处，使在保证实验准确性 的基础上进一步保护检流计 2、探笔不应长时间放置在导电板上，以保护检流计 3、导电板为玻璃板，使用时应注意轻拿轻放

分析讨论 1、根据测绘的等势线和电场线的分布,试分析哪些地 方场强较强,哪些地方场强较弱? 答:等势线密集的地方电场线密集,从而,此处的场强较强,反之亦然。 2、对电极和导电纸的电导率各有什么要求,为什么?两者 相互接触的要求对实验结果有什么影响,为什么? 答:导电纸要求导电率低的介质,而电极形状一定,电极间电势不变 以符合真空中静电场的要求;电极和导电纸应相互接触紧密,以使形成 平面的稳恒电场

分析讨论 1、根据测绘的等势线和电场线的分布，试分析哪些地 方场强较强，哪些地方场强较弱？ 答：等势线密集的地方电场线密集，从而，此处的场强较强，反之亦然。 2、对电极和导电纸的电导率各有什么要求，为什么？两者 相互接触的要求对实验结果有什么影响，为什么？ 答：导电纸要求导电率低的介质，而电极形状一定，电极间电势不变， 以符合真空中静电场的要求；电极和导电纸应相互接触紧密，以使形成 平面的稳恒电场