物理实验数据处理示范—静电场描绘示范doc

(一)、仪器条件记录：

1、 数显电压表：分度值： 0.01 V ； 读数误差： 0.01 V 2、 米 尺：分度值： 1 mm ；读数误差： 0.1 mm

(二)、平行柱状电极的静电场描绘图

(三)、电极中心连线上的电位分布

i Ui (V) xi (mm) i Ui (V) xi (mm) 9 7.85 46.0 10 8.85 51.9 11 9.85 56.6 12 10.85 61.0 13 11.85 .6 14 12.85 67.8 15 13.70 69.0 + ○0 0 0 — ○1 0 7.0 2 0.85 8.5 3 1.85 12.1 4 2.85 16.0 5 3.85 20.9 6 4.85 26.5 7 5.85 33.2 8 6.85 40.0 16 13.70 76.0 141210U(V)82001020304050607080x(mm)电极中心连线上的电位分布图

(四)、电极中心连线上的电场分布

负电极范围：0 — 7.0 mm； 电极内电场：E= 0 V/mm 正电极范围：69.0 — 76.0 mm； 电极内电场：E= 0 V/mm Δx= xi+1 - xi (mm) 1.5 3.6 1.00 0.28 10.3 5.9 1.00 0.17 49.0 3.9 1.00 0.26 14.0 4.7 1.00 0.21 .2 4.9 1.00 0.20 18.4 4.4 1.00 0.23 58.8 5.6 1.00 0.18 23.7 3.6 1.00 0.28 62.8 6.7 1.00 0.15 29.9 3.2 1.00 0.31 66.2 6.8 1.00 0.15 36.6 1.2 0.85 0.71 68.4 ΔU = Ui+1 - Ui (V) 0.85 E= |ΔU/Δx| (V/mm) 0.57 x= xi +Δx /2（mm） 7.8 Δx= xi+1 - xi (mm) 6.0 ΔU = Ui+1 - Ui (V) 1.00 E= |ΔU/Δx| (V/mm) 0.17 x= xi +Δx /2（mm） 43.0 0.80.70.60.5E(V/mm)0.40.30.20.10.001020304050607080x(mm)电极中心连线上的电场分布图

(五)、实验现象观察与分析

从静电场的描绘图可观察到：

1、 电极周围的电力线密度较大，远离电极处电力线密度较小；说明电极周围的电场

强度较大，远离电极的地方电场强度较小；

2、 纸边的等位线发生变形，等位线与电极装置的边缘正交，这是因为在电极装置的

边缘处，电流线只能沿着边沿，也就是说，电极装置的边缘是一条电流线，根据电力线与等位线正交原则，等位线正交于电极装置的边缘。

(六)、实验结论

通过用模拟法描绘出平行柱状电极的静电场，其分布特点为： 1、 电极附近的电场强度较大，离电极越远电场强度越小； 2、 正、负电极为等电位体，其内部电场强度为0 V/mm；

3、 电极中心连线上的电位分布图表明在由负极到正极，电位逐渐升高，近电极处电

位的变化梯度较大，离电极较远处，电位的变化梯度较小；

4、 电极中心连线上的电场分布图表明在两电极之间的电场强度分布呈U型分布。