等勢線
- 利用Mathematica研究四電荷系統(tǒng)的電勢與電場強(qiáng)度分布
Oy平面）內(nèi)的等勢線圖和電勢高低變化的立體圖，分別如圖3、圖4所示.圖3形象直觀地顯示出4個(gè)點(diǎn)電荷所在的二維平面上電勢的分布情況.由圖可以看出，正電荷附近電勢較高，負(fù)電荷附近電勢較低；一、三象限電勢為負(fù)，二、四象限電勢為正；正方形的各邊垂直平分線上（x軸和y軸）的各點(diǎn)電勢都為零，是等勢線；相鄰電荷間等勢線最為密集，反映了在該區(qū)域電場強(qiáng)度相對較大.圖4則很好地反映了x Oy平面內(nèi)電勢大小的相對變化，正電荷周圍圖像凸起（電勢為正），負(fù)電荷周圍圖像凹陷（電勢為負(fù)
物理教師 2023年1期2023-02-17
- 無限長雙曲柱面導(dǎo)體間電場的分布
擬了帶電橢球體等勢線和電場線的空間分布。本文利用解析函數(shù)的性質(zhì)，推導(dǎo)電勢與電場強(qiáng)度的分布函數(shù)，通過滿足拉普拉斯方程的電勢函數(shù)，得到等勢線和電場線方程，并利用Matlab繪出電場線和等勢線分布圖。1 無限長雙曲面及共焦等勢線方程兩個(gè)無限長帶電雙曲柱面導(dǎo)體，垂直于z軸平面與雙曲柱面相截,得的是雙曲線M和N，由于無限長帶電雙曲柱面導(dǎo)體在空間產(chǎn)生的電場分布與z軸方向無關(guān)，可作為平面場問題進(jìn)行分析，取其橫截面，建立圖1所示坐標(biāo)系。圖1 帶電雙曲柱面截面圖圖1中帶電雙
大學(xué)物理實(shí)驗(yàn) 2022年2期2022-10-20
- 有機(jī)-無機(jī)復(fù)合電介質(zhì)的電場分布特性及介電強(qiáng)度的有限元分析
要輸出的參數(shù)為等勢線與電場強(qiáng)度分布。3 結(jié)果與討論圖1為在介電常數(shù)為10的有機(jī)基體中均勻摻入具有不同εr(10～10 000)無機(jī)納米顆粒所得復(fù)合電介質(zhì)的電場強(qiáng)度分布圖。由圖可知，當(dāng)εr＝10時(shí)，無機(jī)納米顆粒介電常數(shù)與有機(jī)基體相同，所得的電場強(qiáng)度在各個(gè)區(qū)域內(nèi)保持一致，其值為707 k V/m。隨著εr值的增大，納米顆粒與有機(jī)基體間介電常數(shù)的差異逐漸增大，復(fù)合介質(zhì)內(nèi)部的電場分布差異也逐漸增強(qiáng)。由圖1可知，隨著εr值的增大，納米顆粒內(nèi)部的電場強(qiáng)度逐漸降低，在顆
- 關(guān)于《二維復(fù)雜靜電場的電場線方程求解及其數(shù)值模擬》的改進(jìn)和糾錯(cuò)
TLAB繪制了等勢線和電場線，顯示了他們的科研水平，也顯示了他們深厚的編程功底. 他們解決問題的思路十分清晰，手工圖形十分說明問題，大部分公式推導(dǎo)正確，只是有些地方需要改進(jìn)并糾錯(cuò). 本文結(jié)合文獻(xiàn)[1]說明了一些公式的改進(jìn)和糾錯(cuò)之處，用圖形說明了糾錯(cuò)結(jié)果. 本文還深入研究了兩板之間的電場和兩板表面電荷的分布規(guī)律.1 公式的改進(jìn)和糾錯(cuò)設(shè)在相距為a的兩平行接地大導(dǎo)體板之間平行地放置有電荷線密度為λ(默認(rèn)λ>0)的線電荷，此線電荷到一導(dǎo)體板的距離為b(0文獻(xiàn)[1]
大學(xué)物理 2022年7期2022-07-26
- 線電荷的電力線和等勢線的MATLAB 作圖
往要畫電力線和等勢線.等量異號和等量同號的點(diǎn)電荷電力線[3-4]和直線電荷[5]以及帶電球體[6]的電力線和等勢線都比較好畫，不等量的直線電荷對的電力線和等勢線則比較麻煩，而用MATLAB[7]中函數(shù)則簡單得多.將圖形制成文件，插在教案中，對電磁學(xué)和數(shù)學(xué)物理方法教學(xué)很有幫助.1 無限長直線電荷1.1 直線電荷的電力線真空中無限長帶電直線的場強(qiáng)大小為其中λ是線電荷密度，ε0是真空介電常數(shù)，r是場點(diǎn)P(x,y)到軸線的距離.電場呈軸對稱分布.取λ＞0，電力線是
嘉應(yīng)學(xué)院學(xué)報(bào) 2022年3期2022-07-21
- 關(guān)于《有限長帶電導(dǎo)體直線的電荷分布》的商榷
是錯(cuò)誤的.通過等勢線和電場線圖形說明式(1)是錯(cuò)誤的，因而式(2)和(3)也是錯(cuò)誤的.本文用多種方法推導(dǎo)了同一個(gè)線密度公式，證明了帶電導(dǎo)體線段的電荷是均勻分布的.有文獻(xiàn)[4]推導(dǎo)了均勻帶電線段的等勢線是橢圓，電場線是雙曲線，但是過程不詳細(xì)，也沒有說明均勻帶電線段是導(dǎo)體.本文詳細(xì)地推導(dǎo)了等勢線的方程和電場線的方程，通過等勢線方程的極限情況，證明了均勻帶電線段是等勢線.通過電場線與線段垂直，證明了均勻帶電線段就是導(dǎo)體.文本最后說明了電荷之外拉普拉斯方程成立，進(jìn)
大學(xué)物理 2022年6期2022-06-10
- 電場的MATLAB可視化方法*
小，用電場線和等勢線表示電場，用動(dòng)畫演示電磁波傳播的過程和電偶極子發(fā)射電磁波的過程．這些都是常用的方法，在筆者10年前出版的著作中就已經(jīng)廣泛采用了[4]．許多電場問題都可以表示為直角坐標(biāo)系中的二元函數(shù)，將公式無量綱化，即可用MATLAB的surf指令或mesh指令畫曲面，用二維和三維等高線指令contour和contour3畫等勢線，用流線指令streamline畫電場線[5～7]．本文以導(dǎo)體球放在勻強(qiáng)電場中形成的電場為例，根據(jù)電動(dòng)力學(xué)理論建立數(shù)學(xué)模型，將
物理通報(bào) 2022年2期2022-01-27
- 一類圓邊界中求勻強(qiáng)電場的方法與技巧
，則B C作為等勢線，電場線垂直于B C線段，根據(jù)公式可求出場強(qiáng)E=200V/m；方向與x軸正方向成120°斜向左下方.方法2：矢量分解法.x方向電場Ex=100V/m，y方向電場合成的勻強(qiáng)電場滿足方向同上.2.2 三維平面內(nèi)電場強(qiáng)度求解例2.如圖2所示，空間中存在著勻強(qiáng)電場，長方體ABCD-A1B1C1D1中ADD1A1是邊長為1m的正方形，棱AB長2m，E、F為棱AB、CD的中點(diǎn)，E1、F1為棱A1B1、C1D1的中點(diǎn).已知電勢φA1=0，φA=2 V
物理教師 2021年12期2022-01-12
- 圓形均勻帶電薄板電場的數(shù)值積分和可視化
強(qiáng)的曲面、二維等勢線和電場線。1 圓板電荷的電勢和場強(qiáng)(1)電勢。在直角坐標(biāo)系中,圓環(huán)電荷的電勢為[7–9],其中:Q是圓環(huán)的帶電量,默認(rèn)為Q>0。RM是圓環(huán)上的點(diǎn)到場點(diǎn)的最大距離;K(m)是第一類完全橢圓積分[10–11],m是模數(shù)(a是圓環(huán)的半徑)。圖1 圓板電荷電勢的示意圖當(dāng)x=0時(shí),最大距離為,模數(shù)為m=m(0,z)=0,第一類完全橢圓積分為K(0)=π/2。圓板在軸線上產(chǎn)生的電勢為當(dāng)z→∞時(shí),U(0,z)→0,即:無窮遠(yuǎn)處是零勢點(diǎn)。當(dāng)z=0時(shí),可
- 核電廠埋地管防腐蝕層缺陷的定位與尺寸檢測
差線（以下簡稱等勢線半徑）。當(dāng)防腐蝕層發(fā)生破損后，從陽極地床發(fā)出的陰極保護(hù)電流經(jīng)土壤從防腐蝕層破損點(diǎn)流入埋地管，理論上形成一個(gè)漏斗形等電勢場，圖中箭頭方向?yàn)殡娏鞣较?。在土壤表面，M 點(diǎn)的電位最低，距離M 點(diǎn)越遠(yuǎn)，電位逐漸升高。在M 點(diǎn)設(shè)置一個(gè)參比電極1，在距離M 點(diǎn)為x的某點(diǎn)設(shè)置參比電極2，可測量地表電位差，如圖2所示，電壓表負(fù)極連接參比電極1（缺陷正上方M 點(diǎn)），電壓表正極連接參比電極2。在地表通過測量可繪制出地表等電位差線，根據(jù)試驗(yàn)需要調(diào)整x，開展相關(guān)
腐蝕與防護(hù) 2021年6期2021-12-17
- 基于不等量異種點(diǎn)電荷電場的創(chuàng)新題推送
場中電勢為零的等勢線為圓周線.證明：取無窮遠(yuǎn)處電勢為零，在點(diǎn)電荷的電場中任意點(diǎn)的電勢，？漬=Edr=kq=k，q代入正負(fù)號運(yùn)算.?以-q電荷所在位置為坐標(biāo)原點(diǎn)，建立如圖1所示的直角坐標(biāo)系xoy，取電勢為零的等勢線上任意點(diǎn)p（x，y），p點(diǎn)的電勢為？漬=k-k=0，化簡得==，整理得：（x-）2+y2=（）2，即電勢為零的等勢線是半徑為4d/15，圓心在o（，0）點(diǎn)的圓.平行于x軸從上、下、前、后等方向看過去，等勢圓的平面位置都一致，以x軸為轉(zhuǎn)軸將等勢圓旋轉(zhuǎn)
廣東教育·高中 2021年9期2021-10-13
- 直流電位梯度法識別站場埋地管防腐層缺陷的影響因素
層缺陷上方地表等勢線測量繪制、 缺陷上方ΔU的波動(dòng)值計(jì)算。相關(guān)方法如下：（1）地表電位梯度ΔU測量。本文所指地表電位梯度ΔU是指埋地管上方地表電位與遠(yuǎn)大地某固定點(diǎn)的地表電位差。測量方法示意如圖2所示，當(dāng)陰極保護(hù)系統(tǒng)調(diào)到預(yù)定狀態(tài)后，將一個(gè)參比電極（圖中遠(yuǎn)大地參比電極）置于離試驗(yàn)場足夠遠(yuǎn)的遠(yuǎn)大地位置固定不動(dòng)，將另一個(gè)參比電極（圖中移動(dòng)電極）置于管線正上方地表，電壓表正極接移動(dòng)電極，負(fù)極接遠(yuǎn)大地參比電極，電壓表測得的數(shù)值即為地表電位梯度ΔU。試驗(yàn)中，從管道地表一
全面腐蝕控制 2021年8期2021-09-24
- 帶兩對對稱平板的圓柱繞流問題研究
st,可以得到等勢線。同理,令ψ(x,y)=const,可以得到流線。再由(12)式-(13)式,根據(jù)勢函數(shù)和流函數(shù)可以得到壓強(qiáng)系數(shù),并且可以據(jù)此分析流場的速度和壓強(qiáng)分布。4 數(shù)值算例4.1 速度勢函數(shù)與流函數(shù)的計(jì)算(23)(24)根據(jù)θ和β的不同取值,將物理平面z(除圓柱外)分為幾個(gè)不同區(qū)域,如圖3所示。圖3 幾個(gè)不同區(qū)域Fig.3 Several different areas為了保證物理平面z和輔助平面ζ的一一對應(yīng),需要對k1和k2的值進(jìn)行討論,在區(qū)
內(nèi)蒙古師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)漢文版) 2021年4期2021-08-10
- 一道經(jīng)典高考試題的多解賞析及追問
個(gè)點(diǎn)的連線即為等勢線，再作等勢線的垂線確定電場線，最后根據(jù)電場強(qiáng)度的大小與電勢差的關(guān)系U=Ed來求解電場強(qiáng)度的大小.這種方法最常見.解析：如圖2所示，取O和A的中點(diǎn)C，則C點(diǎn)的電勢為3 V，則C和B兩點(diǎn)電勢相等，連接CB，根據(jù)勻強(qiáng)電場的等勢線為直線的性質(zhì)，則CB為等勢線，電場線和等勢線垂直且指向電勢降低的方向，過O點(diǎn)做CB的垂線交CB于D點(diǎn)，則DO為電場線，由幾何知識可知DO的距離d=0.015 m，而φD=φC=φB=3 V，φO=0 V，所以圖2 平面
物理通報(bào) 2021年2期2021-02-07
- 基于GeoGebra的電勢可視化研究
——由一道電勢圖像題引發(fā)的思考
勢分布3.2 等勢線的繪制在上述繪制完成之后，在輸入?yún)^(qū)分別輸入：z=2,z=3,z=4,z=5,z=6，這幾個(gè)面相當(dāng)于等勢面，點(diǎn)擊【相交曲線】工具，便可繪制成如圖6所示的等勢線．再旋轉(zhuǎn)圖像，沿z軸俯視看下去，得到如圖7所示的等勢線圖，效果非常好，也與傳統(tǒng)教學(xué)過程的結(jié)論是一致的．圖6 2個(gè)等量同種電荷等勢線的空間分布圖7 2個(gè)等量同種電荷等勢線的二維平面圖由圖6和圖7也可以清晰地看到：平面上電勢越高，在空間中的位置也越高，這可以形象地與生活中的地勢聯(lián)系起來，
物理通報(bào) 2020年11期2020-11-08
- 基于智能手機(jī)的靜電場描繪及模擬
要環(huán)節(jié)是測量各等勢線的半徑，并對U與lnr進(jìn)行線性擬合[5]。傳統(tǒng)上一般由學(xué)生手動(dòng)計(jì)算出半徑的平均值，并擬合U與lnr的線性關(guān)系，得出斜率值。此過程涉及的數(shù)據(jù)處理量大，計(jì)算過程復(fù)雜，且耗時(shí)較長。其他運(yùn)用OpenCV軟件[6]、Origin軟件[7-8]、Matlab軟件[9-10]等計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的方法對學(xué)生的編程或軟件運(yùn)用能力要求高，不易上手。同時(shí)，此類軟件安裝困難且計(jì)算機(jī)不便攜帶。這使得靜電場描繪實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)處理過程具有一定的難度。由此本文提出了
物理與工程 2020年3期2020-07-02
- 基于Mathematica的均勻帶電細(xì)圓環(huán)電場模擬*
垂直的平面內(nèi)的等勢線和三維空間的等勢面，形象地給出圓環(huán)周圍電場的空間分布．但該文獻(xiàn)討論問題略顯單薄，與課堂教學(xué)結(jié)合仍需拓展．Mathematica軟件是由沃爾夫勒姆研究公司(Wolfram Research Inc.)研發(fā)的一款數(shù)值計(jì)算和可視化軟件，可以解決各種領(lǐng)域復(fù)雜的符號計(jì)算和數(shù)值計(jì)算的問題，也可以方便地畫出各類圖形，從而形象地表示出函數(shù)的某些特性，是目前為止使用最廣泛的數(shù)學(xué)軟件之一．本文利用這一款計(jì)算軟件對均勻帶電細(xì)圓環(huán)在空間激發(fā)的電場進(jìn)行了計(jì)算，實(shí)
物理通報(bào) 2020年5期2020-05-18
- 圓環(huán)電荷電場的簡單計(jì)算和可視化
-13]，二維等勢線和三維等值面都十分標(biāo)準(zhǔn)，但等值面色彩不太鮮艷；程序還需改進(jìn)，例如在等勢線的圖中增加電場線就更形象反映電勢的分布規(guī)律。本文推導(dǎo)了環(huán)電荷的電勢和電場強(qiáng)度的直角坐標(biāo)公式，直接得到中垂線和環(huán)平面的電勢和場強(qiáng)公式。為了便于計(jì)算和作圖，將公式進(jìn)行無量綱化處理。本文巧妙地利用了MATLAB 兩個(gè)完全橢圓積分函數(shù)，簡單地計(jì)算出電勢和場強(qiáng)，并畫出彩色曲面和曲線，對電勢和場強(qiáng)的分布規(guī)律進(jìn)行了分析。1 環(huán)電荷的電勢如圖1 所示，建立直角坐標(biāo)系Oxyz，柱坐標(biāo)
衡陽師范學(xué)院學(xué)報(bào) 2020年6期2020-05-17
- 空間軸對稱滲流的阻力系數(shù)法研究
閘基滲流區(qū)域按等勢線劃分為(進(jìn))出口段、水平段、內(nèi)部垂直段等3種基本區(qū)段，確定基本段阻力系數(shù)，可求得各段水頭損失、滲透壓力、平均坡降，驗(yàn)算地基滲透穩(wěn)定性。該法避免了滲徑系數(shù)法的缺點(diǎn)，計(jì)算精度較高，是一種常用的簡化算法。R.N.大衛(wèi)登可夫等[6]用分段法研究了板樁基坑中的平面對稱滲流，給出了相應(yīng)的阻力系數(shù)圖表。何良德等[7]研究表明，船閘閘室寬度越窄、閘墻底板或防滲設(shè)施深度越大，橫截面出流寬度的影響愈發(fā)顯著。對于等級較低、閘室寬度較小、水頭較大的船閘，應(yīng)充分
水道港口 2020年1期2020-04-21
- 模擬法測繪靜電場實(shí)驗(yàn)教學(xué)結(jié)合課程思政教育的探討
，通過實(shí)驗(yàn)測量等勢線，描繪電場線，從而加深對靜電場強(qiáng)度、電勢和電勢差等概念的理解。[1]為了提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，已有一些文章對本實(shí)驗(yàn)的教學(xué)進(jìn)行了一系列的討論，如靜電場描繪儀實(shí)驗(yàn)裝置的改進(jìn)，[2,3]交流信號源的研制，[4]導(dǎo)電介質(zhì)的研究，[5]實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理討論等。[6,7]這些文章主要是圍繞經(jīng)典教學(xué)展開，對于如何在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中融入課程思政教育的討論非常少。新形勢下，如何創(chuàng)新教育教學(xué)方式方法，將價(jià)值導(dǎo)向與知識導(dǎo)向相融合，切實(shí)將實(shí)驗(yàn)課程思政教育融入教學(xué)設(shè)計(jì)，弘揚(yáng)社
科教導(dǎo)刊 2020年18期2020-01-08
- 基于Matlab模擬點(diǎn)電荷電場線和等勢線
電荷的電場線和等勢線。【關(guān)鍵詞】點(diǎn)電荷;電場線;等勢線;Matlab中圖分類號： O441.1-4;G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 2095-2457（2019）34-0070-001DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.34.028Simulation of Electric Field and Equipotential line of Point Charge with MatlabZHANG Lei（
科技視界 2019年34期2019-12-17
- 簡捷求解一類勻強(qiáng)電場典型問題的解析式
點(diǎn)相連得到一條等勢線(由于勻強(qiáng)電場的等勢線是直線),再畫出與之垂直且從高電勢指向低電勢的方向即得場強(qiáng)方向(須算出表示這一方向的角度),然后求出另一已知電勢的點(diǎn)到該等勢線的距離d,最后由E=U/d計(jì)算場強(qiáng)大小.圖2從物理的角度看,不妨稱這種方法為“等電勢法”,從數(shù)學(xué)上看是一種幾何法,步驟比較繁瑣,而且當(dāng)各點(diǎn)的電勢數(shù)值或各點(diǎn)的位置關(guān)系比較一般化時(shí),等電勢點(diǎn)的尋找和幾何計(jì)算都會(huì)很費(fèi)事,求解過程中可能遇到相當(dāng)大的難度.特別是當(dāng)所給電勢和坐標(biāo)為一系列已知字母時(shí),等電
物理教師 2019年9期2019-10-10
- 異徑電磁流量傳感器權(quán)函數(shù)分布規(guī)律研究*
于對比，權(quán)函數(shù)等勢線大小從0開始，以0.25為步長遞增到30。由圖1(a)～圖1(d)可知，矩形異徑截面的權(quán)函數(shù)等勢線間距最大，即權(quán)函數(shù)變化梯度最小，權(quán)函數(shù)分布最均勻。圖1 不同異徑截面的權(quán)函數(shù)分布為了客觀評價(jià)不同異徑截面內(nèi)權(quán)函數(shù)分布的均勻程度，采用整體均勻度來定量衡量權(quán)函數(shù)的均勻性，設(shè)電極截面內(nèi)每個(gè)節(jié)點(diǎn)的權(quán)函數(shù)值為Wk，相應(yīng)截面的權(quán)函數(shù)平均值為W0，則電極截面內(nèi)權(quán)函數(shù)的整體均勻度R為通過式(10)計(jì)算得到圓形、正方形、八邊形、矩形4種不同異徑截面權(quán)函數(shù)分
傳感器與微系統(tǒng) 2019年8期2019-08-15
- 圖像識別在靜電場描繪實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用
曲線連起來構(gòu)成等勢線. 教師在對學(xué)生的操作評分時(shí)，如果像學(xué)生一樣逐個(gè)測量等勢圓的半徑會(huì)非常浪費(fèi)時(shí)間. 目前的解決方法是讓學(xué)生在坐標(biāo)紙上打點(diǎn)[1]或者按照1∶1的比例將打點(diǎn)的紙掃描成圖，通過計(jì)算機(jī)去測量[2]：這樣很方便地得到所有點(diǎn)的坐標(biāo)，然后再得出半徑. 這種方法雖然準(zhǔn)確，但是也很費(fèi)時(shí)，因?yàn)橐坏┐螯c(diǎn)數(shù)目較多，工作量會(huì)很大. 基于這些問題，本文引入了計(jì)算機(jī)圖像識別技術(shù)來處理打點(diǎn)的紙，從而快速、準(zhǔn)確地解決了這個(gè)問題.1 實(shí)驗(yàn)和軟件的介紹靜電場描繪實(shí)驗(yàn)儀器的主體
物理實(shí)驗(yàn) 2019年6期2019-07-01
- 等分法
———求勻強(qiáng)電場的E 和φ 的“金鑰匙”
的電勢,再確定等勢線或等勢面,最后根據(jù)電場線垂直于等勢面的特點(diǎn),以及電場強(qiáng)度和電勢差的關(guān)系來求解。例題(2017·全國Ⅲ卷)一勻強(qiáng)電場的方向平行于x O y平面,平面內(nèi)a、b、c三點(diǎn)的位置如圖1所示,三點(diǎn)的電勢分別為10V、17V、26V。下列說法中正確的是( )。圖1A.電場強(qiáng)度的大小為2.5V/cmB.坐標(biāo)原點(diǎn)O處的電勢為1VC.電子在a點(diǎn)的電勢能比在b點(diǎn)的低7e VD.電子從b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn),靜電力做功為9e V審題：在勻強(qiáng)電場中將某一線段等分的同時(shí)就
中學(xué)生數(shù)理化(高中版.高考理化) 2019年1期2019-02-26
- 平面磁場的磁感應(yīng)線
電場的電場線和等勢線。作為平面電場的對偶，平面磁場的討論卻不多見。無限長的通電圓筒 (電流均勻分布)、通電直導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場都是平面磁場。一根無限長的磁鐵，當(dāng)磁化強(qiáng)度均勻分布時(shí)，產(chǎn)生的磁場也是平面磁場。本文擬討論平面磁場的基本性質(zhì)，通過與平面電場的比較，發(fā)現(xiàn)平面磁場的磁感應(yīng)線與相應(yīng)特定平面電場的等勢線重合。1 平面磁場和平面電場形式對應(yīng)關(guān)系為方便起見，考慮平行于xOy平面的平面磁場和平面電場，它們具有形式由磁場的高斯定理和安培環(huán)路定律可導(dǎo)出產(chǎn)生平面磁場式(1
物理與工程 2019年6期2019-02-18
- 靜電場測繪實(shí)驗(yàn)法與計(jì)算機(jī)模擬法比較分析
圖(見圖3)與等勢線圖(見圖4)及兩同軸圓電極模型下的靜電場電勢分布圖(見圖5)與等勢線圖(見圖6).在穩(wěn)恒電場兩平行直電極模型中，分別將半徑r0=0.5 cm的A和B兩電極對稱置于邊長為15 cm的正方形導(dǎo)電媒質(zhì)薄層(導(dǎo)電紙)中心，兩電極圓心相距4 cm，兩電極電源電勢V0=10 V，A和B兩電極電勢分別為5 V和-5 V.從圖3和圖4可以看出，在正方形導(dǎo)電媒質(zhì)薄層(導(dǎo)電紙)邊緣，穩(wěn)恒電場兩平行直電極模型下的等勢線同等勢邊界垂直，由此證實(shí)了模擬實(shí)驗(yàn)中提出
- 對恒定電流場模擬靜電場的等勢線實(shí)驗(yàn)討論
.測繪靜電場的等勢線、電場線;4.用描跡法畫出等量異種電荷電場中平面上的等勢線.【實(shí)驗(yàn)要求】帶電體的周圍存在靜電場，靜電場的分布是由電荷的分布、帶電體的幾何形狀及周圍介質(zhì)所決定的.由于帶電體的形狀復(fù)雜，大多數(shù)情況求不出電場分布的解，因此只能靠數(shù)值解法求出或用實(shí)驗(yàn)方法測出電場分布.但是電場強(qiáng)度是矢量，而電勢是標(biāo)量，在測量上要簡便些，并且恒定電流場與靜電場兩個(gè)場的物理量所遵從的物理規(guī)律具有相同的數(shù)學(xué)式，所以我們就想到用直接測量電勢來模擬電場的分布.而直接用電壓
新高考·高一物理 2018年7期2018-12-06
- 《可循環(huán)使用的等勢線探究儀》實(shí)驗(yàn)教具研究
的性質(zhì)后，學(xué)習(xí)等勢線、電勢差等電場能的概念，學(xué)生普遍感覺很抽象，無法想象各種電場的等勢線分布、電場強(qiáng)度和電勢差的關(guān)系等等，自然也就無法加以應(yīng)用.學(xué)生迫切提出需要通過做實(shí)驗(yàn)來探究各種電場的等勢線分布圖.人教版有《用描跡法畫出電場中等勢線》的分組實(shí)驗(yàn)，而魯科版的物理教材中沒有這個(gè)實(shí)驗(yàn).二、對比人教版的《用描跡法畫出等量異種電荷的等勢線分布圖》1.實(shí)驗(yàn)裝置圖1在平整的木板上依次鋪放白紙、復(fù)寫紙、導(dǎo)電紙，在導(dǎo)電紙上放上跟導(dǎo)電紙接觸良好的電極，在兩個(gè)電極之間加上電壓
數(shù)理化解題研究 2018年21期2018-08-15
- 定向鉆穿越對大清河堤防的影響研究
情況下浸潤線、等勢線如圖6～圖8所示。圖6 穿越前斷面浸潤線、等勢線(%)圖7 穿越后斷面浸潤線、等勢線(%)圖8 高噴墻防護(hù)后斷面浸潤線、等勢線(%)時(shí)間段出滲點(diǎn)高程/m細(xì)砂層水平段最大水力坡降細(xì)砂層水平段允許水力坡降單寬滲流量/(m3/s)穿越前5.250.0280.0701.249×10-5穿越后5.250.0670.0701.655×10-5防護(hù)后4.840.00030.0700.684×10-5通過穿越前后地層中的滲流等勢線圖可以看出，管道穿越區(qū)
水利建設(shè)與管理 2018年6期2018-06-26
- 靜電場描繪實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方法的分析與改進(jìn)*
電容器電極間的等勢線呈同心圓狀分布，等勢線圓的半徑與電勢之間的關(guān)系滿足理論解析公式(1)2 傳統(tǒng)數(shù)據(jù)處理方法的定性分析基于一組等勢點(diǎn)確定等勢線圓半徑的傳統(tǒng)做法是：首先取3個(gè)等勢點(diǎn),根據(jù)幾何法作圖確定圓心的位置；然后測量圓心到各等勢點(diǎn)的距離并取所有距離的平均值.傳統(tǒng)的“三點(diǎn)定圓心，求平均半徑”方法存在一些問題.例如：問題1：幾何法作圖可能存在誤差，導(dǎo)致所確定的圓心位置不精確.即便對于同一份實(shí)驗(yàn)記錄，每個(gè)人作圖得到的圓心位置間也會(huì)存在一定的差別.此外，在測量圓
物理通報(bào) 2018年6期2018-06-15
- 一道基于鏡像法對電場的嚴(yán)格求解問題
作出相互正交的等勢線和電場線簇圖形,討論了分界面兩側(cè)介質(zhì)電容率之比對圖形的影響.1 場問題的嚴(yán)格求解記x>0區(qū)域電勢為φ1,x定義首先對x>0區(qū)域電勢分析,根據(jù)唯一性定理,可設(shè)像點(diǎn)荷為Q′(a,0,0)(a0空間任一點(diǎn)電勢可表示為(1)對于x0).則x(2)根據(jù)邊值關(guān)系,分界面x=0上有φ1|x=0=φ2|x=0.(3)(4)即(5)(6)a=-b,Q′=-Q″.(7)(8)同理可得Q″=ηQ,Q′=-ηQ,a=-b=d,即a=-b=d,ra=rd,ra′
物理教師 2018年12期2018-03-06
- 對恒定電流場模擬靜電場的等勢線實(shí)驗(yàn)討論
.測繪靜電場的等勢線、電場線；4.用描跡法畫出等量異種電荷電場中平面上的等勢線。【實(shí)驗(yàn)要求】帶電體的周圍存在靜電場，靜電場的分布是由電荷的分布、帶電體的幾何形狀及周圍介質(zhì)所決定的。由于帶電體的形狀復(fù)雜，大多數(shù)情況求不出電場分布的解，因此只能靠數(shù)值解法求出或用實(shí)驗(yàn)方法測出電場分布。但是電場強(qiáng)度是矢量，而電勢是標(biāo)量，在測量上要簡便些，并且恒定電流場與靜電場兩個(gè)場的物理量所遵從的物理規(guī)律具有相同的數(shù)學(xué)式，所以我們就想到用直接測量電勢來模擬電場的分布。而直接用電壓
新高考·高一物理 2017年7期2018-03-06
- 靜電場中“三線”問題的解題策略
，是指電場線、等勢線（面）和帶電粒子在電場中運(yùn)動(dòng)的軌跡線。電場中“三線”問題的相關(guān)內(nèi)容，是電場單元的重點(diǎn)和難點(diǎn)，也是高考?？碱}型。這部分題目綜合性較強(qiáng)，涉及帶電粒子的電性問題、受力問題、運(yùn)動(dòng)問題、做功與能量變化問題等。理清“三線”問題是電場學(xué)習(xí)的關(guān)鍵，按照題圖的呈現(xiàn)方式，試題一般可分為以下三種類型：一、由電場線判斷有關(guān)問題1.判斷電場強(qiáng)度電場線上每點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)電場強(qiáng)度的方向，電場線的疏密表示電場的強(qiáng)弱。2.判斷電勢的高低和電勢差的大小通常根據(jù)沿電場
新高考·高一物理 2017年7期2018-03-06
- 基于Matlab的靜電場電場線和等勢線（面）的數(shù)值模擬
電場的電場線和等勢線（面），以電偶極子、均勻帶電線段和等量異號平行直線電荷為例，導(dǎo)出了電場線和等勢線方程并給出了數(shù)值模擬的相應(yīng)結(jié)果，使教學(xué)內(nèi)容更形象和直觀，也更深刻地揭示了物理現(xiàn)象的內(nèi)涵。關(guān)鍵詞：大學(xué)物理；Matlab；電場線；等勢線（面）；數(shù)值模擬中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）49-0193-03在大學(xué)物理的教學(xué)中，除理論分析、實(shí)驗(yàn)研究外，計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬也是一種很重要的研究方法。Matlab是一套高性能
教育教學(xué)論壇 2017年49期2017-12-23
- 線電荷與接地相切導(dǎo)體圓柱所形成的電場及其可視化
繪制出電場線和等勢線（面）圖。1 電勢分布函數(shù)如圖1所示，在半徑分別為R1、R2的無限長的接地相切導(dǎo)體圓柱附近，平行于圓柱體放置有電荷線密度為λ的均勻荷電線，因在垂直于荷電線的所有截面上電場的分布均相同，則所求的電場為平行平面場。取其任一截面為復(fù)平面z，以兩導(dǎo)體圓柱切點(diǎn)處為原點(diǎn)建立坐標(biāo)系，荷電線在該復(fù)平面上的位置為P（x0，iy0）。為了應(yīng)用平面鏡像法求得線電荷的電場分布，需將z平面上除兩相切圓以外的求解區(qū)域映射為上半平面，為此先作如下的保角變換[1]。該
長治學(xué)院學(xué)報(bào) 2017年2期2017-07-01
- 論卡西尼曲線與無限長均勻帶電直線系統(tǒng)等勢線的關(guān)系
勻帶電直線系統(tǒng)等勢線的關(guān)系姜付錦 吳 珊(武漢市黃陂區(qū)第一中學(xué) 湖北 武漢 430300)通過對卡西尼曲線和伯努利雙紐線一般形式的研究得到了其基本的幾何性質(zhì)，由此猜想了廣義的卡西尼曲線和廣義的卡西尼曲線簇，并用Maple13對其進(jìn)行了數(shù)值模擬.接著推導(dǎo)出了無限長均勻帶電直線系統(tǒng)等勢線方程，發(fā)現(xiàn)其等勢線方程與廣義的卡西尼曲線簇具有相同的形式，從而證明了廣義的卡西尼曲線簇就是無限長均勻帶電直線系統(tǒng)等勢線.卡西尼曲線 無限長均勻帶電直線系統(tǒng) 等勢線1 卡西尼卵形
物理通報(bào) 2017年6期2017-06-22
- 關(guān)于“靜電場的模擬”的演示實(shí)驗(yàn)的小制作
描繪“靜電場的等勢線和電場線”簡單易行。1.實(shí)驗(yàn)原理1.1靜電場的描述電場強(qiáng)度E是矢量，因此，研究電場往往是先研究電勢的分布情況，因?yàn)殡妱菔菢?biāo)量，所以可以先描繪出靜電場的等勢面，再根據(jù)電場線與等勢面處處垂直且沿電場線方向電勢逐漸降低的特點(diǎn)，作出電場線，整個(gè)電場的分布情況（即電場中各個(gè)位置的矢量E的大小和方向）就可以用幾何圖形直觀地表示出來了。1.2模擬法根據(jù)數(shù)學(xué)推導(dǎo)可知，靜電場和恒定電流場遵循的電勢分布規(guī)律的數(shù)學(xué)形式相同，由于穩(wěn)恒電流場和靜電場具有這種等效
新高考·高一物理 2016年7期2017-01-23
- 模擬法描繪靜電場實(shí)驗(yàn)中數(shù)據(jù)處理方法比較*
除根據(jù)電場線與等勢線處處正交原理描繪電場線分布外，往往還進(jìn)行某種數(shù)據(jù)處理，或是用來作理論驗(yàn)證，或是進(jìn)行某種對比．在不同的實(shí)驗(yàn)教材中，所做的要求不同．到底哪種方法更好，更適合教學(xué)需求，我們通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作一比較．1 實(shí)驗(yàn)條件及數(shù)據(jù)獲得實(shí)驗(yàn)采用JD-LE-I型靜電場描繪儀，使用圓柱形電極，電極中心圓柱體半徑R1=5.00mm，電極外圓環(huán)內(nèi)半徑R2=50.00mm，極間電壓為U=10.0V，導(dǎo)電介質(zhì)為自來水．首先確定柱形電極的中心位置，對每一等勢線通過同步探針在紙
物理通報(bào) 2016年7期2016-10-25
- 格點(diǎn)法模擬靜電場電勢分布
心圓環(huán)的靜電場等勢線分布情況，并與理論計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較。同時(shí)還分析了同心圓環(huán)產(chǎn)生的電勢與同軸圓柱面產(chǎn)生的電勢的區(qū)別。格點(diǎn)法； 電勢； 點(diǎn)電荷； 線狀電荷電荷產(chǎn)生的靜電場及電勢分布是大學(xué)物理的基礎(chǔ)內(nèi)容。但由于靜電場分布無法直接探測，因此實(shí)驗(yàn)上常用穩(wěn)恒電流場來模擬描繪靜電場電勢分布。理論上，通常利用場強(qiáng)計(jì)算公式，通過積分求得電場解析式，利用該解析式描繪靜電場分布[1，2]。格點(diǎn)法是根據(jù)一定的數(shù)值方法，將連續(xù)的空間離散成有限的單元。該方法被廣泛地用于力學(xué)、原子與
大學(xué)物理實(shí)驗(yàn) 2016年4期2016-09-08
- 淺析靜電場中等勢面的應(yīng)用
垂直，則確定了等勢線，就可確定電場強(qiáng)度的方向.圖2例2 勻強(qiáng)電場中的三點(diǎn)A、B、C是一個(gè)三角形的三個(gè)頂點(diǎn)，AB的長度為1 m，D為AB的中點(diǎn)，如圖2所示.已知電場線的方向平行于△ABC所在平面，A、B、C三點(diǎn)的電勢分別為14V、6V和2V.設(shè)場強(qiáng)大小為E，一電量為1×10-6C的正電荷從D點(diǎn)移到C點(diǎn)電場力所做的功為W，則（ ）.A.W=8×10-6J，E>8 V/mB.W=6×10-6J，E>C.W=8×10-6J，E≤8 V/mD.W=6×10-6J，E
中學(xué)生理科應(yīng)試 2016年1期2016-05-30
- 基于Origin的一維電荷分布系統(tǒng)的靜電場模擬
的電場線方程及等勢線方程，利用Origin軟件的矩陣功能建立表征電場線及等勢線分布的數(shù)據(jù)矩陣，再利用Origin的繪圖功能繪制出電場線和等勢線的仿真圖形。結(jié)果表明，用Origin模擬靜電場無需編程、簡單易用，所得仿真圖形準(zhǔn)確、美觀。仿真模擬既可以為靜電場的課堂教學(xué)提供直觀便利的認(rèn)識，彌補(bǔ)傳統(tǒng)教學(xué)手段的不足，又可以進(jìn)一步加深學(xué)生對靜電場分布規(guī)律的理解。關(guān)鍵詞：Origin;一維電荷分布系統(tǒng);電場線;等勢線;仿真圖形電場強(qiáng)度E和電勢U是表征靜電場特性的兩個(gè)基本
- 水槽放置傾斜對模擬法測繪靜電場實(shí)驗(yàn)的影響
所繪電流場各條等勢線之間的距離，可發(fā)現(xiàn)電流場的不對稱性，在實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的基礎(chǔ)上進(jìn)行理論分析，水槽放置傾斜時(shí)，水中電阻將不再處處相等而產(chǎn)生系統(tǒng)誤差，甚至在原理上使電流場的數(shù)學(xué)函數(shù)無法與靜電場匹配，進(jìn)而對靜電場實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生影響。模擬法；水槽傾斜；電阻；等勢線；系統(tǒng)誤差用模擬法測繪靜電場，即采用模擬法，建立一個(gè)與靜電場有相似數(shù)學(xué)函數(shù)表達(dá)式的模擬場，通過對模擬場的測定，間接地獲得原靜電場的分布。由于靜電場和穩(wěn)恒流電場服從的規(guī)律的數(shù)學(xué)形式相同，又滿足相同的邊界條件，則電場、
大學(xué)物理實(shí)驗(yàn) 2015年2期2015-10-22
- 勻強(qiáng)電場中的一個(gè)重要結(jié)論及其應(yīng)用
勻強(qiáng)電場中的兩等勢線.由幾何知識可知點(diǎn)F為AD的中點(diǎn)，由公式U＝Ed，有UAF＝UFD.因CF、BD為勻強(qiáng)電場中的兩等勢線，故有UAC＝UCB，即圖22 應(yīng)用例1.（2007年全國理綜Ⅰ）如圖2所示，A、B、C、D是勻強(qiáng)電場中的4個(gè)點(diǎn)，它們正好是一個(gè)矩形的4個(gè)頂點(diǎn)，電場線與矩形所在平面平行.已知A點(diǎn)的電勢為20V，B點(diǎn)的電勢為24V，D點(diǎn)的電勢為4V，由此可知C點(diǎn)的電勢為（A）4V. （B）8V. （C）12V. （D）24V.例2.如圖3所示，A、B、C
物理教師 2015年7期2015-07-25
- HgI2探測器的共面柵電極設(shè)計(jì)及有限元模擬優(yōu)化
共面柵探測器的等勢線分布,其中HgI2膜的尺寸為X=4.5 mm,Y=Z=2.5 cm,相對介電常數(shù)為8.3.為了得到效果最佳的共面柵電極尺寸,本工作研究了8組柵寬和溝寬各不相同的電極結(jié)構(gòu)的電勢分布,然后對所得結(jié)果進(jìn)行進(jìn)一步分析.在模擬過程中,對陰極施加?10V的電壓,而對收集柵和非收集柵分別施加10和0 V的電壓.具體柵寬和溝寬的數(shù)據(jù)如表1所示.表1 電極結(jié)構(gòu)的柵寬和溝寬Table 1 Widths of grid and gap of the elec
- 兩維電場和電流的可視化
可知，區(qū)域D的等勢線（電場線）和上半復(fù)平面W上的等勢線（電場線）存在一一對應(yīng)關(guān)系，只要一個(gè)區(qū)域上等勢線有解析表達(dá)式，就能方便地利用數(shù)學(xué)軟件畫出另一個(gè)區(qū)域上的等勢線.利用文獻(xiàn)[5]、文獻(xiàn)[6]上保角變換，我們給出了點(diǎn)電荷在正方形（正三角形）中心時(shí)，正方形（正三角形）上的等勢線（電場線）的圖形，也給出了電流從正方形（正三角形）一個(gè)頂點(diǎn)流入，從另一個(gè)頂點(diǎn)流出時(shí)，正方形（正三角形）上的等勢線（電流線）的圖形.為統(tǒng)一符號，區(qū)域D上的坐標(biāo)為z＝x＋iy，上半復(fù)平面W上
物理與工程 2015年1期2015-07-02
- 保角變換法計(jì)算兩共焦拋物板間等勢線和電場線
程直接推測得到等勢線方程，從而導(dǎo)出兩共焦拋物板間的電場分布.文獻(xiàn)[3]指出利用保角變換中的冪指數(shù)變換可將拋物線轉(zhuǎn)換成直線，但未能給出該問題的解.本文通過冪指數(shù)變換，給出兩共焦拋物板間等勢線和電場線的解析解，并利用數(shù)學(xué)工具繪制出電場線和等勢線圖，同時(shí)對保角變換法在電磁學(xué)中的應(yīng)用進(jìn)行討論.1 兩共焦拋物線的變換圖1為z平面的兩共焦拋物線，其共同的焦點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，可通過冪指數(shù)變換函數(shù)式（1），將z平面上的兩共焦拋物線變換成ω平面上的兩條直線，如圖2所示.圖1 z
物理與工程 2015年3期2015-07-02
- “捕捉”帶電粒子，智取高考高分（上）
a、b、c代表等勢線，已知a與b、b與c之間的電勢差相等，b等勢線的電勢為零，虛線AB是一個(gè)帶電荷量為q=+4.8×10-10 C的粒子僅在電場力作用下的運(yùn)動(dòng)軌跡，若帶電粒子過a、c等勢線時(shí)的動(dòng)能分別為4.8×10-9 eV和9.6×10-9 eV，則下列說法正確的是（ ）A.相鄰等勢線間的電勢為10 VB.a等勢線的電勢為5 V，c等勢線的電勢為-5 VC.帶電粒子一定是從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)D.帶電粒子運(yùn)動(dòng)到b等勢線時(shí)電場力的方向一定是沿電場線的切線方向斜向
求學(xué)·理科版 2015年4期2015-04-23
- 一種新的混合矢量磁滯模型磁滯算子定義方法
產(chǎn)生的矢量場的等勢線方程，分別給出了各向異性和各向同性材料磁滯算子的臨界線方程，將混合矢量磁滯模型中的磁滯算子定義為由等勢線包圍的封閉區(qū)域，具有單位磁化強(qiáng)度，磁化方向可以隨外場方向變化發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。假定外場在磁滯算子臨界線內(nèi)部時(shí)對磁化方向沒有影響，當(dāng)外場在臨界面內(nèi)部時(shí)，磁化方向與磁滯算子原磁化方向相同，直到外場穿出臨界面，磁化方向發(fā)生巴克豪森躍變，轉(zhuǎn)到由外場決定的磁化方向上，總磁化強(qiáng)度等于所有磁滯算子磁化強(qiáng)度的矢量和。2 磁性粒子及等勢線考慮由單疇單軸各向異性
電工技術(shù)學(xué)報(bào) 2015年1期2015-02-19
- 靜電場描繪的一種改進(jìn)方法
的圓去近似描繪等勢線，其誤差比較大，難以控制，而用算術(shù)平均法描繪等勢線的半徑會(huì)更加準(zhǔn)確，使得誤差減小。1 實(shí)驗(yàn)原理1.1 靜電場的描述電場強(qiáng)度E是一個(gè)矢量。因此，在電場的計(jì)算或測試中往往是先研究電位的分布情況，因?yàn)殡娢皇菢?biāo)量?？梢韵葴y得等位面，再根據(jù)電力線與等位面處處正交的特點(diǎn)，作出電力線，整個(gè)電場的分布就可以用幾何圖形清楚地表示出來了［2］。有了電位U值的分布，由E=-▽U，便可求出E的大小和方向，整個(gè)電場就算確定了。1.2 模擬法由于靜電場和穩(wěn)恒電流場
大學(xué)物理實(shí)驗(yàn) 2014年4期2014-09-19
- 電場中有關(guān)電勢重要結(jié)論的推導(dǎo)及其應(yīng)用
4：等勢面（或等勢線）和電場線垂直，沿著電場線方向電勢越來越低.例2如圖6所示，A、B和C為勻強(qiáng)電場中的三點(diǎn)，A、B和C的電勢分別為φA、φB和φC，已知：φA=6 V、φB=4 V、φC=5 V，請畫出該勻強(qiáng)電場中的一條電場線.圖6圖7分析與解如圖7所示，連接AB，設(shè)AB的中點(diǎn)為D,由結(jié)論1得：φD=φA+φB2=5 V，由于φC=5 V，C和D在一條等勢線上，連接DC（DC為等勢線），過A點(diǎn)向直線DC作垂線交DC于F，由重要結(jié)論4得：AF就是該勻強(qiáng)電場
中學(xué)生理科應(yīng)試 2014年4期2014-09-09
- 利用運(yùn)動(dòng)模擬繪制點(diǎn)電荷的電場線和等勢線
00)電場線和等勢線是電場和電勢的形象化表示，在研究電學(xué)問題中具有重要意義.隨著計(jì)算機(jī)的普及，對精確繪制電場線和等勢線有了不少研究[1，2]，不過大都站在大學(xué)物理的理論之上，這里試圖站在高中物理的基礎(chǔ)上進(jìn)行繪制.本文的核心思想是根據(jù)“電場線上某點(diǎn)電場的方向和該點(diǎn)的切線方向相同”，將問題轉(zhuǎn)化為物體的運(yùn)動(dòng).1 繪圖根據(jù)根據(jù)電場線上某點(diǎn)電場的方向和該點(diǎn)的切線方向相同，可知在平面上某點(diǎn)P有(1)變形得(2)令式(2)等于dt，有(3)(4)此兩式就是我們模擬繪制電
物理通報(bào) 2014年11期2014-06-27
- MATLAB對靜電場等勢線的最小二乘描繪
等勢點(diǎn)進(jìn)而畫出等勢線，再根據(jù)等勢線和電場線正交關(guān)系便可直接畫出電場線［1－2］。由于在電勢的探測過程中，介質(zhì)分布的不穩(wěn)定性以及操作時(shí)探針的抖動(dòng)都會(huì)造成記錄點(diǎn)的不準(zhǔn)，使手繪的等勢線具有較大的不確定度性，增大了電場線描繪畸變的可能性［3］。提高儀器的精度是解決問題的一種方法，但效果往往不明顯，原因是流體介質(zhì)的穩(wěn)定性不好控制，操作時(shí)呈現(xiàn)出較大的隨機(jī)性，因此可以運(yùn)用最小二乘的方法去擬合這些點(diǎn)的曲線，使測量誤差得到最大的弱化。而使用MATLAB則可以直接利用它提供的
大學(xué)物理實(shí)驗(yàn) 2013年2期2013-12-24
- 一對點(diǎn)電荷電場的MATLAB模擬實(shí)驗(yàn)
出相應(yīng)電場線和等勢線的圖形。點(diǎn)電荷；電場線；等勢面；MATLAB繪圖1 引言MATLAB是一種廣泛應(yīng)用于科研、工程計(jì)算及數(shù)值分析領(lǐng)域的高級語言。它以矩陣作為數(shù)據(jù)操作的基本單位，提供了十分豐富的數(shù)值計(jì)算函數(shù)、符號計(jì)算功能和功能強(qiáng)大的繪圖功能。MATLAB在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中也有著廣泛應(yīng)用。在中學(xué)和大學(xué)物理電磁學(xué)教程中，各種點(diǎn)電荷的電場線呈平面分布，等勢面通常用等勢線表示［1］［2］，本文設(shè)計(jì)了應(yīng)用MATLAB模擬點(diǎn)電荷對的平面等勢線和電場線的實(shí)驗(yàn)。2 實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮?/div>
合肥師范學(xué)院學(xué)報(bào) 2012年3期2012-11-14
- 均勻帶電細(xì)圓環(huán)電場的計(jì)算機(jī)模擬
垂直的平面內(nèi)的等勢線，以及三維空間的等勢面，實(shí)現(xiàn)了電場的可視化，便于形象地理解帶電圓環(huán)激發(fā)電場的空間分布.均勻帶電細(xì)圓環(huán)；計(jì)算機(jī)模擬；Matlab；等勢面；可視化1 引言靜電場的研究在大學(xué)物理教學(xué)中起著重要的作用，是研究電磁學(xué)的基礎(chǔ).均勻帶電細(xì)圓環(huán)電場的研究就是一個(gè)非常典型的例子.近年來關(guān)于均勻帶電細(xì)圓環(huán)電場的討論很多；文獻(xiàn)［1］在直角坐標(biāo)系中導(dǎo)出電勢和電場強(qiáng)度的級數(shù)解；文獻(xiàn)［2］、［3］把電場強(qiáng)度表示為橢圓積分；文獻(xiàn)［4］在柱坐標(biāo)系中得到電場的級數(shù)解，但物理與工程 2012年4期2012-09-06
- 一道均勻?qū)w棒電場所蘊(yùn)含的多種思維方法
，利用電場線和等勢線相互垂直，畫出等勢線就可以判斷出a點(diǎn)的電勢低于在b點(diǎn)的電勢，即選項(xiàng)B，D正確.在此處分析中還運(yùn)用了形象思維法.圖22 極端思維法極端思維法可以快速定性分析出結(jié)論，若把a(bǔ)和b兩點(diǎn)離導(dǎo)體棒的距離看作很遠(yuǎn)，此時(shí)導(dǎo)體棒的長度相對于此距離很小，導(dǎo)體棒可以等效為正點(diǎn)電荷，由圖3（a）的正點(diǎn)電荷電場線和等勢線分布圖，可得到正確判斷.實(shí)際上均勻?qū)w棒的電場類比靜電平衡的導(dǎo)體，如圖3（b）所示，從靜電平衡導(dǎo)體的等勢線分布圖可以發(fā)現(xiàn)離導(dǎo)體越遠(yuǎn)，其等勢線越趨物理通報(bào) 2012年7期2012-08-16
- 平行接地大導(dǎo)體板間線電荷的電場分布
布，并繪制出其等勢線和電場線圖。1 電勢與電場強(qiáng)度設(shè)在相距為a的兩相互平行無限大接地導(dǎo)體板之間，充以介電常數(shù)為ε的均勻介質(zhì)，平行于兩導(dǎo)體板放置電荷線密度為λ的長直線帶電體，該帶電體到一導(dǎo)體板的距離為b（b＜a），因垂直于長直線帶電體的所有截面上的電場分布都相同，故可取任一截面為z平面來討論電勢和場強(qiáng)在其上的分布，如圖1所示。因?yàn)橹笖?shù)函數(shù)可將z平面上0＜Imz＜π水平帶域變換為w平面的上半平面，并進(jìn)一步變換為單位圓，所以，為了使用保角變換法計(jì)算z平面上電勢和長治學(xué)院學(xué)報(bào) 2010年5期2010-09-12
- 均勻帶電細(xì)圓環(huán)電場的計(jì)算機(jī)模擬