1、精選優質文檔-傾情為你奉上實驗一 靜電場仿真1實驗目的建立靜電場中電場及電位空間分布的直觀概念。2實驗儀器計算機一臺3基本原理當電荷的電荷量及其位置均不隨時間變化時，電場也就不隨時間變化，這種電場稱為靜電場。點電荷q在無限大真空中產生的電場強度E的數學表達式為 （是單位向量） （1-1）真空中點電荷產生的電位為 （1-2）其中，電場強度是矢量，電位是標量，所以，無數點電荷產生的電場強度和電位是不一樣的，電場強度為 （是單位向量）（1-3）電位為 （1-4）本章模擬的就是基本的電位圖形。4實驗內容及步驟（1） 點電荷靜電場仿真題目：真空中有一個點電荷-q，求其電場分布圖。程序1:負點電荷電場示意

2、圖clearx,y=meshgrid(-10:1.2:10);E0=8.85e-12;q=1.6*10(-19);r=;r=sqrt(x.2+y.2+1.0*10(-10)m=4*pi*E0*r;m1=4*pi*E0*r.2;E=(-q./m1).*r;surfc(x,y,E);負點電荷電勢示意圖clearx,y=meshgrid(-10:1.2:10);E0=8.85e-12;q=1.6*10(-19);r=;r=sqrt(x.2+y.2+1.0*10(-10)m=4*pi*E0*r;m1=4*pi*E0*r.2;z=-q./m1surfc(x,y,z);xlabel('x'

3、,'fontsize',16)ylabel('y','fontsize',16)title('負點電荷電勢示意圖','fontsize',10)程序2clearq=2e-6;k=9e9;a=1.0;b=0;x=-4:0.16:4;y=x;X,Y=meshgrid(x,y);R1=sqrt(X+1).2+Y.2+1.0*10(-10);R2=sqrt(X-1).2+Y.2+1.0*10(-10);Z=q*k*(1./R2-1./R1);ex,ey=gradient(-Z);ae=sqrt(ex.2+ey.2);ex=

4、ex./ae;ey=ey./ae;cv=linspace(min(min(Z),max(max(Z),40);contour(X,Y,Z,cv,'k-');hold onquiver(X,Y,ex,ey,0.7);clearq=2e-6;k=9e9;a=1.0;b=0;x=-4:0.15:4;y=x;X,Y=meshgrid(x,y);R1=sqrt(X+1).2+Y.2+1.0*10(-10);R2=sqrt(X-1).2+Y.2+1.0*10(-10);U=q*k*(1./R2-1./R1);ex,ey=gradient(-U);ae=sqrt(ex.2+ey.2);ex=

5、ex./ae;ey=ey./ae;cv=linspace(min(min(U),max(max(U),40);surfc(x,y,U);實驗二 恒定電場的仿真1實驗目的 建立恒定電場中電場及電位空間分布的直觀概念。2實驗儀器計算機一臺3基本原理 電場的大小和方向均不隨時間變化的場稱為恒定電場，如直流導線，雖說電荷在導線內運動，但電場不隨時間變化而變化，所以，直流導線形成的電場是恒定電場。對于恒定電場，我們可以假設其為靜電場，假設有靜止不動的分布在空間中的電量q產生了這一電場。通過一些邊界條件等確定自己所需要的變量，然后用靜電場的方法來求解問題。4實驗內容及步驟（1）高壓直流電線表面的電場分布仿

6、真題目：假設兩條高壓導線分別是正負電流，線間距2m，線直徑0.04m，電流300A，兩條線電壓正負110kV，求表面電場分布。程序clearx,y=meshgrid(-2:0.1:2);r1=sqrt(x+1).2+y.2+0.14);r2=sqrt(x-1).2+y.2+0.14);k=100/(log(1/0.02);E=k*(1./r1-1./r2);surfc(x,y,E);xlabel('x','fontsize',16)ylabel('y','fontsize',16)title('E','fo

7、ntsize',10)clearx,y=meshgrid(-2:0.1:2);r1=sqrt(x+1).2+y.2+0.14);r2=sqrt(x-1).2+y.2+0.14);k=100/(log(1/0.02);m=log10(r2./r1);U=k*m;surfc(x,y,U);xlabel('x','fontsize',16)ylabel('y','fontsize',16)title('U','fontsize',10)實驗三 恒定磁場的仿真1實驗目的建立恒定磁場中磁場空間分布的直

8、觀概念。2實驗儀器計算機一臺3基本原理磁場的大小和方向均不隨時間變化的場，稱為恒定磁場。線電流i產生的磁場為：說明了電流和磁場之間的關系，運動的電荷能夠產生磁場。4實驗內容及步驟圓環電流周圍引起的磁場分布仿真題目：一個半徑為0.35的電流大小為1A的圓環，求它的磁場分布。分析：求載流圓環周圍的磁場分布，可以用畢奧薩伐爾定律給出的數值積分公式進行計算：圖3-1載流圓環示意圖程序clearx=-10:0.5:10;u0=4*pi*10(-7);R=0.35;I=1;B=(u0*I*R.2)./2./(R.2+x.2).(3/2);plot(x,B);實驗四 電磁波的反射與折射 1實驗目的 （1）熟

9、悉相關實驗儀器的特性和使用方法（2）掌握電磁波在良好導體表面的反射規律2實驗儀器DH1211型3厘米信號源1臺、可變衰減器、頻率調節器、電流指示器、喇叭天線、金屬導體板1塊、支座一臺。3基本原理電磁波在傳播過程中如遇到障礙物，必定要發生反射。當電磁波入射到良好導體（近似認為理想導體）平板上時將發生全反射。電磁波入射到良好導體（近似認為理想導體）平板時，分為垂直入射和以一定角度入射（稱為斜入射）。如圖4-1所示。入射線與分界面法線的夾角為入射角，反射線與分界面法線的夾角為反射角。垂直入射 斜入射（入射角0°、反射角0°） （入射角45°、反射角45°） 圖

10、4-1用一塊金屬板作為障礙物，測量當電波以某一入射角投射到此金屬板上的反射角，驗證電磁波的反射規律：（1）電磁波入射到良好導體（近似認為理想導體）平板上時將發生全反射。（2）入射角等于反射角。4實驗內容及步驟（1）熟悉儀器的特性和使用方法（2）連接儀器，調整系統支座活動臂電流指示器（檢波器）喇叭天線金屬導體（鋁）板可變衰減器頻率調節器DH1121B 3厘米信號源（3）測量入射角和反射角反射全屬板放到支座上時，應使金屬板平面與支座下面的小圓盤上的某一對刻線一致。而把帶支座的金屬反射板放到小平臺上時，應使圓盤上的這對與金屬板平面一致的刻線與小平臺上相應900刻度的一對刻線一致。這時小平臺上的00刻度就與金屬板的法線方向一致。轉動小平