2024年5月12日发(作者：改问梅)

实验名称：

静电场的模拟（

提前准备坐标纸！无坐标纸不能实验！！）

姓 名 学 号 班 级

实验地点：第一实验楼409室

桌 号

评

分

实验日期 20 年 月 日 时段

一、实验目的

1．了解用模拟法测量物理量的原理和方法。

2．学会用模拟法来研究静电场，掌握准确模拟的实验条件和保证措施。

二、实验仪器

低频信号发生器（800~1600HZ），静电场描绘仪，同步探针，带有各种形状电极的水盆，

耳机，由等值电阻组成的分压器。

三、实验原理

1．稳恒电流场与静电场的物理相似性条件

描述静电场的空间分布可以用电场强度E和电势V两个基本量，由于标量在计算和测量上

要比矢量简单得多，所以实验中对静电场的研究往往通过电势分布来进行。然而，既便如此，

直接测量静电场分布仍然很困难。原因有两点：

其一，

。

其二，

。

为了使稳恒电流场模拟的静电场结果具有实际意义，模拟用的电流场必须具备物理的相似

性，即满足以下三个条件：

① ；

② ；

石家庄铁道大学物理实验中心

第1页 共4页

静电场模拟

③ 。

通过对稳恒电流场和静电场的分析、比较，可以看到：两种场都有电势的概念，而且两种

场都遵守高斯定理和拉普拉斯方程。因而只要

，便可由微分方程的唯一性定理得知电流场的电压分布

与静电场的电势分布为一一对应关系。

2．准确模拟静电场需保证的条件

本实验是模拟真空或空气中的静电场分布，故如上物理相似性的条件要通过以下实验条件

来保证：

（1）

。

（2）

。

（3）

（4）

。

3.无限长均匀带电圆柱电极的形状是如何设计的，理由是什么？

答：

4.本实验是如何保证两种场在边界条件上满足相同的边值条件的？

答：

石家庄铁道大学物理实验中心

第2页 共4页

2024年5月12日发(作者：改问梅)

实验名称：

静电场的模拟（

提前准备坐标纸！无坐标纸不能实验！！）

姓 名 学 号 班 级

实验地点：第一实验楼409室

桌 号

评

分

实验日期 20 年 月 日 时段

一、实验目的

1．了解用模拟法测量物理量的原理和方法。

2．学会用模拟法来研究静电场，掌握准确模拟的实验条件和保证措施。

二、实验仪器

低频信号发生器（800~1600HZ），静电场描绘仪，同步探针，带有各种形状电极的水盆，

耳机，由等值电阻组成的分压器。

三、实验原理

1．稳恒电流场与静电场的物理相似性条件

描述静电场的空间分布可以用电场强度E和电势V两个基本量，由于标量在计算和测量上

要比矢量简单得多，所以实验中对静电场的研究往往通过电势分布来进行。然而，既便如此，

直接测量静电场分布仍然很困难。原因有两点：

其一，

。

其二，

。

为了使稳恒电流场模拟的静电场结果具有实际意义，模拟用的电流场必须具备物理的相似

性，即满足以下三个条件：

① ；

② ；

石家庄铁道大学物理实验中心

第1页 共4页

静电场模拟

③ 。

通过对稳恒电流场和静电场的分析、比较，可以看到：两种场都有电势的概念，而且两种

场都遵守高斯定理和拉普拉斯方程。因而只要

，便可由微分方程的唯一性定理得知电流场的电压分布

与静电场的电势分布为一一对应关系。

2．准确模拟静电场需保证的条件

本实验是模拟真空或空气中的静电场分布，故如上物理相似性的条件要通过以下实验条件

来保证：

（1）

。

（2）

。

（3）

（4）

。

3.无限长均匀带电圆柱电极的形状是如何设计的，理由是什么？

答：

4.本实验是如何保证两种场在边界条件上满足相同的边值条件的？

答：

石家庄铁道大学物理实验中心

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