导图社区 用稳恒电流场模拟静电场
对于静电场,其直接测量很困难,所以常常利用可方便直接测量的电流场来模拟。一方面可以拓展各种物理场之间相似规律的比较和理解,一方面也可以启发非直接测量物理量的测量方法的思考。
在探究组成宇宙的基本粒子的过程中,发现宇宙是在膨胀的,追溯时间的起点,宇宙是不是大爆炸产生的呢?宇宙大爆炸的时间线是什么样的呢?我们一起来学习下。
运动是相对的,那么相对运动对测量有什么影响呢?狭义相对论总结了运动对时间、长度、能量测量的影响。
对物质世界的基本构成的探索是一个基本的问题,那么当今物理对基本粒子是如何认识的呢?四大基本作用是那些?它们是如何传递作用的?作用对象是什么?
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用稳恒电流场模拟静电场
实验目的
1. 加深对静电场和电流场以及变化规律的理解
2. 理解模拟法测绘具有相同数学形式的物理场的原理
3. 加深理解场强矢量和电势之间的关系
实验原理
静电场和稳恒电流场在无源区域具有相同的变化规律
静电场
电场强度
静电场的环路定理
静电场的高斯定理
电势
电势与电场强度的关系
稳恒电流场
电流密度
电位
欧姆定律
实验内容
同轴电缆模拟
放置坐标纸
将坐标纸平铺在上层电极架上
磁条吸附固定
连接电流场
通过导线将电源的正负输出分别与电极架的正负极层相连
打点记录
将金属探针和测量端口相连
设置电源正负极间电压
10V
移动探针,在正负电极间分散寻找9、8、7....1V的等势点,至少10个
劈尖形电极模拟
同上操作
数据记录与处理
描绘同轴电缆的静电场分布图
基于等势点,使用圆规等工具作等势线
对称作出半径线
即电场线
与电势线处处垂直
做出同轴电缆的Ur/Ua—lnr的关系曲线
测量不同等势线对应的半径
作图
横坐标
lnr
纵坐标
Ur/Ua
与实验原理中的理论结果比较
理论结果
正极电势
正极板半径
负极板内半径
Ur/Ua—lnr满足线性关系
误差分析
系统误差
实验原理中的等效条件有哪些?实验条件是否都满足?
偶然误差
打点记录和数据计算中有哪些随机因素造成的误差?
问题思考
1、根据测绘所得等位线和电力线分布,分析哪些地方场强较强,哪些地方场强较弱? 2、从实验结果能否说明电极的电导率远大于导电介质的电导率?如不满足这条件会出现什么现象? 3、在描绘同轴电缆的等位线簇时,如何正确确定圆形等位线簇的圆心,如何正确描绘圆形等位线? 4、由导电微晶与记录纸的同步测量记录,能否模拟出点电荷激发的电场或同心圆球壳型带电体激发的电场?为什么? 5、能否用稳恒电流场模拟稳定的温度场?为什么?