实验3.2 电场描绘 实验简介 实验目的 实验原理 实验仪器 实验内容 注意事项 数据处理
实验简介 电场可以用电场强度E和电位V的空间分布来描述，由于标量在计算和测量上比矢量简单得多，所以常用电位的分布来描绘静电场。 通常采用稳恒电流场模拟静电场的方法，即测量出与静电场对应的稳恒电流场的电位分布，从而确定静电场的电位分布。
实验目的 掌握模拟法的概念， 学习用模拟法描绘静电场的方法。 通过对静电场分布的研究， 加强对电场强度和电位的了解。
实验原理 稳恒电流场模拟静电场的理论根据 当电流场中的电极与静电场中的导体有相同的形状和位置， 并且有相同的电位差时，可以证明， 这两种具有相同边界条件的相同方程， 有相同的解，即有相同的电位分布。 可以通过测量稳恒电流场的电位来 求出所模拟的静电场的电位分布。
实验原理 模拟无限长同轴圆柱型电缆的静电场 同轴电缆的稳恒电流场与静电场具有等效性
实验仪器 DZ—2型静电场描迹仪 （包括水槽电极、描绘板、探针手柄、电源和电压表）
实验内容 1.描绘同轴电缆横截面上的电场分布图 （1）向同轴电缆电极间注入自来水， 按图3-2-6连接好电路。 图3-2-6 接线图 （1）向同轴电缆电极间注入自来水， 按图3-2-6连接好电路。 （2）将探针压在内电极表面上， 调节电源输出电压，使内电极电势为5V。 （3）取一张大小适度的白纸放在载纸板上， 用纸夹将纸固定好。 （4）将探针轻靠电极，描出两极边缘处的若干点。 （5）依次描绘电势为1.00V、2.00V、 3.00V、4.00V的若干个点，
注意事项 （1）不要将水洒到实验台上，以免造成仪器漏电。 （2）水糟电极应接近水平。否则，其中自来水的电阻不均匀。 （3）等势线急弯处，记录点应密一些，以免连线困难。
【预习思考题】 （1）你如何理解模拟法？它的适用条件是什么？ （2）能否用直流电压表对静电场直接测量？为什么？ （3）用稳恒电流场模拟静电场的实验条件有哪些？ 制作：黄 勇 武汉理工大学物理实验中心