模拟法测绘静电场
实验目的
预习思考题
实验原理
实验步骤
数据处理
注意事项
课后思考题
【 目的要求 】
1.了解模拟的概念和使用模拟
的条件。
2.学习模拟法测定电场分布的
原理和方法。
3.加深对电场强度和电势概念
的理解
【 预习思考题 】
1.本实验所说的模拟法指什么？
2.应用模拟法测静电场的好处？
3.本实验过程中应注意什么？
【 实验原理 】
1.用稳恒电流场模拟静电场的理论
基础
静电场和电流场是两种不同的场，
但二者中和在无源区域内满足同
样的数学规律,
,（静电场）
,（电流场）
0dLE0;dSE LS ???? ??
0dLJ;0dSJ
LS
???? ??
若电流场空间均匀充满了电
导率为 的不良导体，不良导体
内的电流场强度 E'与电流密度矢
量 J之间遵守欧姆定律,J= E'因
而，和在各自的区域中也满足同
样的数学规律。在一定的边界条
件下，静电场的电场线和等势线
和电流场的电流密度矢量和 等势
线有相似的分布，可以模拟。
?
?
2.用稳恒电流场模拟静电场的
条件
所用电极系统与被模拟的电
极系统的几何形状相似。
恒定电流场中的导电物质应
是不良导体且电导率分布均
匀。
模拟所用电极系统与被模拟
电极系统的边界条件相同。
【 实验步骤 】
1.将注入自来水水槽中，水面
与电极持平。将水槽放入左底
板上，上底板上放上坐标纸，
并压紧。
2.按图将线路连接好。打开电
源开关,A,B间加 12V电压。
3.测定等势点：选取 △ U的数值
（如取 △ U =2，也可取其它值）。
将数字万用表红表笔接探针接线
柱，黑表笔接水槽低电位，找出
相应的等势点并记录于纸上，每
组等势点要找 6个以上，分布要均
匀。
4.画出等位线及电力线图：将等势
点连成平滑曲线，即等势线，根
据电力线与等势线垂直且指向电
势降低的方向 —— 画出电力线。
【 数据处理 】
判断所描绘的电场是由什么带
电体系产生的。
【 注意事项 】
1.整个实验过程中坐标纸与水槽
不要发生相对移动，否则要重新
实验。
2.电极与铜导线及表笔与接线柱
保持良好接触。
3.数字万用表有自动关机的性能，
实验过程中若突然不显示数据，
可重新启动，继续实验。
【 思考题 】
1.为什么在水槽中通以稳恒电
流后可以模拟静电场？
2.将电极之间电压正负接反，
所作的等势线和电力线是否有
变化？
3.将电源的电压加倍，所作的
等势线和电力线是否有变化？
4.此实验中，若以纯净水代替
自来水，会有怎样的结果？