靜電場(chǎng)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告
在經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速的今天,報(bào)告使用的頻率越來(lái)越高,要注意報(bào)告在寫(xiě)作時(shí)具有一定的格式。一聽(tīng)到寫(xiě)報(bào)告就拖延癥懶癌齊復(fù)發(fā)?以下是小編為大家整理的靜電場(chǎng)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告,歡迎大家借鑒與參考,希望對(duì)大家有所幫助。
靜電場(chǎng)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告1
一、基本情況:
從所任班級(jí)來(lái)講,雖然經(jīng)過(guò)一年物理學(xué)習(xí),但收效甚微。所任九四班學(xué)生基礎(chǔ)較差,針對(duì)此點(diǎn),本學(xué)期將立足學(xué)科特點(diǎn),狠抓基礎(chǔ)下功夫。爭(zhēng)取在明年的中考中取得良好的成績(jī)。在個(gè)人能力方面,多向其他老教師請(qǐng)教來(lái)彌補(bǔ)專業(yè)空缺。立足學(xué)生,以學(xué)生為本,爭(zhēng)取每個(gè)學(xué)生成績(jī)有所上升。
二、教材分析:
本學(xué)期的教學(xué)內(nèi)容有:第十一章多彩的物質(zhì)世界,第十二章運(yùn)動(dòng)和力,第十三章力和機(jī)械,第十四章壓強(qiáng)和浮力,第十五章功和機(jī)械能,第十六章熱和能,第十七章能源與可持續(xù)發(fā)展,教學(xué)的重點(diǎn)在多彩的物質(zhì)世界,運(yùn)動(dòng)和力,力和機(jī)械,功和機(jī)械能;難點(diǎn)在壓強(qiáng)和浮力,熱和能。
三、工作措施:
1、認(rèn)真學(xué)習(xí)新課程標(biāo)準(zhǔn),領(lǐng)會(huì)本科目在教學(xué)中的具體要求。新教材是然不同于過(guò)去的要求,因?yàn)樾陆滩钠潇`活性加強(qiáng)了,難度降底了,實(shí)踐性變得更為明確了。教師必須認(rèn)真領(lǐng)會(huì)其精神實(shí)質(zhì),對(duì)于每一項(xiàng)要求要落到實(shí)處,既不能拔高要求,也不能降底難度。
2、注重教材體系,加強(qiáng)學(xué)生的實(shí)際操作能力的培養(yǎng)。新教材不僅在傳授文化知識(shí),更注重于培養(yǎng)能力。教師要充分利用教材中已有的各類實(shí)驗(yàn),做到一個(gè)一個(gè)學(xué)生過(guò)好訓(xùn)練關(guān),凡是做不好一律重做,直到做到熟練為止。每一個(gè)實(shí)驗(yàn)都要寫(xiě)好實(shí)驗(yàn)報(bào)告,寫(xiě)好實(shí)驗(yàn)體會(huì)。并在做好實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,要求每一個(gè)學(xué)生根據(jù)已有的材料,做好有關(guān)的物理制作,作品獲縣市級(jí)制作獎(jiǎng)。
3、講求教學(xué)的多樣性與靈活性,努力培養(yǎng)學(xué)生的思維能力。教學(xué)不能默守陳規(guī),應(yīng)該要時(shí)時(shí)更新教學(xué)方法。本期我要繼續(xù)實(shí)踐好興趣教學(xué)法,雙向交流法,還要充分運(yùn)用多媒體,進(jìn)行現(xiàn)代化的多媒體教學(xué),讓科學(xué)進(jìn)入物理課堂,讓新的理念武裝學(xué)生頭腦。使得受教育的學(xué)生:學(xué)習(xí)的觀念更新,學(xué)習(xí)的內(nèi)容科學(xué),學(xué)習(xí)的方法優(yōu)秀。
4、嚴(yán)格要求學(xué)生,練好學(xué)生扎實(shí)功底。學(xué)生雖逐步懂得了學(xué)習(xí)的重要性,也會(huì)學(xué)習(xí),愛(ài)學(xué)習(xí),但終究學(xué)生的自制力不及成人。所以,教師在教學(xué)過(guò)程中,必須以學(xué)生嚴(yán)格要求,不能放松任何一個(gè)細(xì)節(jié)的管理。做到課前有預(yù)習(xí),課后有復(fù)習(xí),課堂勤學(xué)習(xí);每課必有一練,杜絕學(xué)生不做作業(yè)、少做作業(yè),嚴(yán)禁學(xué)生抄襲他人作業(yè);教育學(xué)生養(yǎng)成獨(dú)立思問(wèn)題的能力,使每一個(gè)學(xué)生真正做到學(xué)習(xí)成為自已終身的樂(lè)趣。
四、教學(xué)進(jìn)度
1~2周多彩的物質(zhì)世界
2~5周運(yùn)動(dòng)和力
6~9周力和機(jī)械
10~11周壓強(qiáng)和浮力
12~14周功和機(jī)械能
15~16周熱和能
17~18周能源與可持續(xù)發(fā)展
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一、引誘思維
以教校教務(wù)處的教育目的單方面展開(kāi)物理講解,執(zhí)行素養(yǎng)教育,憑據(jù)師長(zhǎng)教師現(xiàn)狀,不絕弄好根蒂知識(shí),基礎(chǔ)物理思維戰(zhàn)方法的講解,面向局部師長(zhǎng)教師,以人為本,拓荒師長(zhǎng)教師的智力,培養(yǎng)栽種汲引師長(zhǎng)教師解析結(jié)果的能力。果材施教,分層講解,大力提高師長(zhǎng)教師的思想能力。
二、講解目標(biāo)
經(jīng)由講解,抵達(dá)師長(zhǎng)教師能力增強(qiáng)的目的。師長(zhǎng)教師能獨(dú)立完成教材上的習(xí)題,能正正在師長(zhǎng)教師的引誘下完成師長(zhǎng)教師課中支配的習(xí)題,能做其他參考書(shū)上的部分練習(xí),漸漸培養(yǎng)栽種汲引師長(zhǎng)教師深嗜物理,抵達(dá)提高師長(zhǎng)教師的綜開(kāi)素養(yǎng)的目的。
三、講解方法
針對(duì)本年級(jí)的團(tuán)體效果,緊張正正在于重面挨好根蒂,具體程序以下:
1、細(xì)講簡(jiǎn)潔
a、細(xì)講:首先,看法的引進(jìn)戰(zhàn)講解務(wù)必要清楚。為此應(yīng)該對(duì)重面的內(nèi)容反復(fù)強(qiáng)調(diào),對(duì)重面看法的引進(jìn)戰(zhàn)明白應(yīng)用要多舉例,星散情景中止講解,那是課改的懇求,其次,控制好進(jìn)度,切勿圖快,迥殊正正在易面的講解中,要控制好進(jìn)度。
b、簡(jiǎn)潔:本教期的習(xí)題肯定許多,如何以的遵命獲得的成果是值得探求的課題,迥殊浮現(xiàn)正正在習(xí)題的練習(xí)戰(zhàn)講解中,做業(yè)戰(zhàn)課堂練習(xí)題皆挨算正正在回類的根蒂是上分層,做到有縱有橫。
2、及時(shí)的回響反映
本教期要正正在課上戰(zhàn)課后皆有一個(gè)較無(wú)缺的回響反映機(jī)制,比如正正在上課及時(shí)中止回響反映性的練習(xí),做業(yè)有結(jié)果的師長(zhǎng)教師要取之互換,從中懂得結(jié)果所在,以便及時(shí)改進(jìn),閉于學(xué)習(xí)有脆苦的師長(zhǎng)教師要經(jīng)常雷同。
3、教材解析
新物理課程標(biāo)準(zhǔn)竄改了本有物理課程的情勢(shì),正鄙人一學(xué)習(xí)了物理兩本教材,那兩本緊張正正在于根蒂的學(xué)習(xí)。現(xiàn)在到了下兩了,文理科選建的模塊各沒(méi)有相同,文科選建的是物理1-1,緊張的是研究對(duì)基礎(chǔ)內(nèi)容的熟習(xí)。閉于理科選建的物理3系列的,誰(shuí)人系列的強(qiáng)調(diào)的是懇求師長(zhǎng)教師更深入的懂得那些知識(shí)戰(zhàn)正正在于對(duì)那些知識(shí)的應(yīng)用。正正在物理選建3-1整本書(shū)中,緊張研究的是電教取磁教,可以講是局部物理教中斗勁易的,它取?模塊中的內(nèi)容精密的聯(lián)結(jié)的正正在一起。正正在選建3-2中,緊張是對(duì)選建3-1中止了加深,將電教取磁教聯(lián)結(jié)正正在一起,組成了電磁教,其次對(duì)電流也中止了加深,借加上了現(xiàn)在斗勁熱門(mén)的傳感器。
4、師長(zhǎng)教師情況解析
xx中教的現(xiàn)下兩師長(zhǎng)教師理科班的師長(zhǎng)教師根蒂稍好,但是沒(méi)有養(yǎng)成劣越的學(xué)習(xí)風(fēng)氣,比力爭(zhēng)辯能力很好,邏輯思想能力有待于提高。是以,我們正正在講解中一圓面要充分懂得他們,取他們多雷同,給他們以懷疑,提高他們學(xué)習(xí)物理興趣;別的一圓面要抓住課堂那塊緊張陣地,講究技藝戰(zhàn)興致性,真實(shí)提高師長(zhǎng)教師的集團(tuán)素養(yǎng),為以后的會(huì)考戰(zhàn)下考挨下堅(jiān)實(shí)的根蒂。
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1、教材解析:
那教期所教的內(nèi)容是選建3—1,假設(shè)光陰上問(wèn)應(yīng),再中止選建3—2第一章的講解。選建3—1,共分為三章,鑒別是第一章靜電場(chǎng)、第兩章恒定電流、第三章磁場(chǎng)。靜電場(chǎng)是下中階段的根蒂內(nèi)容之一,它的核心是電場(chǎng)的看法及描述電場(chǎng)特性的物理量,全章共9節(jié)內(nèi)容,從電荷、電場(chǎng)的角度來(lái)研究電教中的基礎(chǔ)知識(shí)。恒定電流為第兩章內(nèi)容,其中要研究的內(nèi)容為一些基礎(chǔ)的電路知識(shí),緊張包羅歐姆定律,焦耳定律,串、并聯(lián)電路等。本章的知識(shí)要以靜電場(chǎng)的相關(guān)知識(shí)做為根蒂,正正在講解中應(yīng)重視聯(lián)結(jié)靜電場(chǎng)的有閉內(nèi)容。最后一章為磁場(chǎng),磁場(chǎng)戰(zhàn)電場(chǎng)密切聯(lián)結(jié)又具有相似性,是以經(jīng)由對(duì)比可以對(duì)本章內(nèi)容起到劣越的援助。
2、師長(zhǎng)教師解析:
那屆下兩師長(zhǎng)教師根蒂較好,對(duì)少部分同學(xué)要提高懇求,除掌握好基礎(chǔ)看法基礎(chǔ)規(guī)律中借應(yīng)掌握解析物理結(jié)果,解決物理結(jié)果的方法,并提高能力。閉于大年夜部分同學(xué)則重面掌握基礎(chǔ)看法戰(zhàn)基礎(chǔ)規(guī)律,強(qiáng)調(diào)根蒂知識(shí)的掌握,為今后學(xué)習(xí)挨好根蒂。
3、教法、教法解析:
針對(duì)本教期講解內(nèi)容戰(zhàn)師長(zhǎng)教師的特點(diǎn),給與重知識(shí)戰(zhàn)重看法正正在此根蒂長(zhǎng)進(jìn)步師長(zhǎng)教師能力的方法:強(qiáng)調(diào)師長(zhǎng)教師的課前預(yù)習(xí),搶奪少講、簡(jiǎn)潔、多斟酌。培養(yǎng)栽種汲引師長(zhǎng)教師解析結(jié)果解決結(jié)果的能力。迥殊培養(yǎng)栽種汲引師長(zhǎng)教師利用數(shù)教知識(shí)解決物理結(jié)果的能力,提高師長(zhǎng)教師的執(zhí)行出手能力,加強(qiáng)師長(zhǎng)教師執(zhí)行的講解,加強(qiáng)物理綜開(kāi)知識(shí)的解析戰(zhàn)談?wù)。培養(yǎng)栽種汲引師長(zhǎng)教師的綜開(kāi)素養(yǎng)。充分變動(dòng)師長(zhǎng)教師的主動(dòng)性、自動(dòng)性。讓師長(zhǎng)教師變成學(xué)習(xí)的家丁。
4、講解懇求
。1)認(rèn)真研究講解綱領(lǐng)及調(diào)劑定睹、體會(huì)教材編適企圖。重視研究師長(zhǎng)教師學(xué)習(xí)歷程,懂得不同師長(zhǎng)教師的緊張學(xué)習(xí)故障,正正在此根蒂上制定講解企圖,充分變動(dòng)師長(zhǎng)教師學(xué)習(xí)主動(dòng)性。
(2)要迥殊強(qiáng)調(diào)知識(shí)取能力的階段性,強(qiáng)調(diào)掌握好根蒂知識(shí)、基礎(chǔ)身手、基礎(chǔ)方法,那是能力培養(yǎng)栽種汲引的根蒂。對(duì)課堂例題取習(xí)題要大意遴選,沒(méi)有懇求全、供易、供多,懇求細(xì)、供少、供活,強(qiáng)調(diào)例題取習(xí)題的教育講解成分,強(qiáng)調(diào)明白取利用。
。3)加強(qiáng)教科研義務(wù),提高課堂遵命。要把課堂講解的重面放正正在使師長(zhǎng)教師科學(xué)地熟習(xí)戰(zhàn)明白物理看法戰(zhàn)規(guī)律、掌握基礎(chǔ)科學(xué)方法、組成科學(xué)世界不雅觀圓面。要充分利用現(xiàn)代教育技藝手段,提高教育講解量量戰(zhàn)效益。
(3)講解改革的重面戰(zhàn)出路正正在于勤懇提高課堂講解的量量。
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【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?/strong>
1.學(xué)習(xí)用模擬法測(cè)繪靜電場(chǎng)的原理和方法。
2.加深對(duì)電場(chǎng)強(qiáng)度和電位要領(lǐng)的理解。
3.用作圖法處理數(shù)據(jù)。
【實(shí)驗(yàn)儀器】
靜電場(chǎng)描繪儀、靜電場(chǎng)描繪儀信號(hào)源、導(dǎo)線、數(shù)字電壓表、電極、同步探針、坐標(biāo)紙等。
【實(shí)驗(yàn)原理】
在一些科學(xué)研究和生產(chǎn)實(shí)踐中,往往需要了解帶電體周圍靜電場(chǎng)的分布情況。一般來(lái)說(shuō)帶電體的形狀比較復(fù)雜,很難用理論方法進(jìn)行計(jì)算。用實(shí)驗(yàn)手段直接研究或測(cè)繪靜電場(chǎng)通常也很困難。因?yàn)閮x表(或其探測(cè)頭)放入靜電場(chǎng),總要使被測(cè)場(chǎng)原有分布狀態(tài)發(fā)生畸變;除靜電式儀表之外的一般磁電式儀表是不能用于靜電場(chǎng)的直接測(cè)量,因?yàn)殪o電場(chǎng)中不會(huì)有電流流過(guò),對(duì)這些儀表不起作用。所以,人們常用“模擬法”間接測(cè)繪靜電場(chǎng)分布。
1、模擬的理論依據(jù)
模擬法在科學(xué)實(shí)驗(yàn)中有極廣泛的應(yīng)用,其本質(zhì)上是用一種易于實(shí)現(xiàn)、便于測(cè)量的物理狀態(tài)或過(guò)程的研究,以代替不易實(shí)現(xiàn)、不便測(cè)量的狀態(tài)或過(guò)程的研究。為了克服直接測(cè)量靜電場(chǎng)的困難,我們可以仿造一個(gè)與靜電場(chǎng)分布完全一樣的電流場(chǎng),用容易直接測(cè)量的電流場(chǎng)模擬靜電場(chǎng)。
靜電場(chǎng)與穩(wěn)恒電流場(chǎng)本是兩種不同場(chǎng),但是它們兩者之間在一定條件下具有相似的空間分布,即兩場(chǎng)遵守的規(guī)律在形式上相似。它們都可以引入電位U,而且電場(chǎng)強(qiáng)度E=-△U/△l;它們都遵守高斯定理:對(duì)靜電場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度在無(wú)源區(qū)域內(nèi)滿足以下積分關(guān)系
∮E·ds = 0 ∮E·d l = 0
對(duì)于穩(wěn)恒電流場(chǎng),電流密度矢量J在無(wú)源區(qū)域內(nèi)也滿足類似的積分關(guān)系
∮J·ds = 0 ∮J·d l = 0
由此可見(jiàn),E和J在各自區(qū)域中滿足同樣的數(shù)學(xué)規(guī)律。若穩(wěn)恒電流空間均勻充滿了電導(dǎo)率為σ的不良導(dǎo)體,不良導(dǎo)體內(nèi)的電場(chǎng)強(qiáng)度E′與電流密度矢量J之間遵循歐姆定律
J=σE′
因而,E和E′在各自的區(qū)域中也滿足同樣的數(shù)學(xué)規(guī)律。在相同邊界條件下,由電動(dòng)力學(xué)的理論可以嚴(yán)格證明:像這樣具有相同邊界條件的`相同方程,其解也相同。因此,我們可以用穩(wěn)恒電流場(chǎng)來(lái)模擬靜電場(chǎng)。也就是說(shuō)靜電場(chǎng)的電力線和等勢(shì)線與穩(wěn)恒電流場(chǎng)的電流密度矢量和等位線具有相似線的分布,所以測(cè)定出穩(wěn)恒電流場(chǎng)的電位分布也就求得了與它相似的靜電場(chǎng)的電場(chǎng)分布。
2、模擬條件
模擬方法的使用有一定條件和范圍,不能隨意推廣,否則將會(huì)得到荒謬的結(jié)論。用穩(wěn)流電場(chǎng)模擬靜電場(chǎng)的條件可歸納為幾點(diǎn):
(1)穩(wěn)流場(chǎng)中電極形狀應(yīng)與被模擬的靜電場(chǎng)的帶電體幾何形狀相同。
(2)穩(wěn)流場(chǎng)中的導(dǎo)電介質(zhì)應(yīng)是不良導(dǎo)體且電阻率分布均勻,并滿足σ
才能保證電流場(chǎng)中的電極(良導(dǎo)體)的表面也近似是一個(gè)等位面。
(3)模擬所用電極系統(tǒng)與被模擬電極系統(tǒng)的邊界條件相同。
3、同軸圓柱形電纜的靜電場(chǎng)
利用穩(wěn)恒電流的電場(chǎng)和相應(yīng)的靜電場(chǎng)其空間形成一致性,則只要保證電極形狀一定,電極電位不變,空間介質(zhì)均勻,在任何一個(gè)考察點(diǎn),均應(yīng)有U穩(wěn)恒=U靜電,或E穩(wěn)恒電極≥σ導(dǎo)電質(zhì)=E靜電。下面
圖1
以同軸圓柱形電纜的“靜電場(chǎng)”和相應(yīng)的模擬場(chǎng)—“穩(wěn)恒電流場(chǎng)”來(lái)討論這種等效性。如圖10(a)所示,在真空中有一半徑a的長(zhǎng)圓柱導(dǎo)體A和一個(gè)內(nèi)徑b的長(zhǎng)圓筒導(dǎo)體B,它們同軸放置,分別帶等量異號(hào)電荷。由高斯定理可知,在垂直于軸線上的任何一個(gè)截面S內(nèi),有均勻分布輻射狀電力線,這是一個(gè)與坐標(biāo)Z無(wú)關(guān)的二維場(chǎng)。在二維場(chǎng)中電場(chǎng)強(qiáng)度E正平行于xy平面,其等位面為一簇同軸圓柱面。因此,只需研究任一垂直橫截面上的電場(chǎng)分布即可。
距軸心O半徑為r處(圖1(b))的各點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度為
E 20r
式中λ為A(或B)的電荷線密度。其電位為
UrUaEdrUaarr1n (1) 20a
Ua 201na若rb時(shí),Ub = 0則有
代入式(1)得UrUa
距中心r處場(chǎng)強(qiáng)為Er1n(b/r) (2) 1n(b/a)UadUr1 (3) dr1n(b/a)r
其中A、B間不是真空,而是充滿一種均勻的不良導(dǎo)體,且A和B分別與電流的正負(fù)極相連,見(jiàn)圖2同軸電纜模擬電極間形成徑向電流,建立一個(gè)穩(wěn)恒電流場(chǎng)Er?梢宰C明不良導(dǎo)體中的電場(chǎng)強(qiáng)度Er與原真空中的靜電場(chǎng)Er是相同的。
4、同軸圓柱形電級(jí)間的電流場(chǎng)
取厚為t的圓柱形同軸不良導(dǎo)體片來(lái)研究,材料的電阻率為ρ則半徑r的圓周到半徑為(r+dr)的圓周之間的不良導(dǎo)體薄塊的電阻為
dRdr (4) 2tr
半徑r到b之間的圓柱片電阻為
Rrbbdrb1n (5) r2tr2tr
由此可知半徑a到b之間圓柱片的電阻為
(a)
圖2同軸電纜模擬電極Rabb1n (6) 2ta
若設(shè)U0 = 0,則徑向電流為
IUa2tUa (7) Rab1n(b/a)
1n(b/r) (8) 1n(b/a)距中心r處的電位為UrIRrbUa
則穩(wěn)恒電流場(chǎng)Er′為
UadUr1Er (9) dr1n(b/a)r
可見(jiàn)式(2)與式(8)具有相同形式,說(shuō)明穩(wěn)恒電流場(chǎng)與靜電場(chǎng)的電位分布函數(shù)完全相同。即柱面之間的電位Ur與1nr均為直線關(guān)系。并且(Ur/Ua)相對(duì)電位僅是坐標(biāo)的函數(shù),與電場(chǎng)電位的絕對(duì)值無(wú)關(guān)。顯而易見(jiàn),穩(wěn)恒電流的電場(chǎng)E′與靜電場(chǎng)E的分布也是相同的。因?yàn)镋dUrdUrE (10) drdr
實(shí)際上,并不是每種帶電體的靜電場(chǎng)及模擬場(chǎng)的電位分布函數(shù)都能計(jì)算出來(lái),只有在σ分布均勻幾種形狀對(duì)稱規(guī)則的特殊帶電體的場(chǎng)分布才能用理論嚴(yán)格計(jì)算。上面只是通過(guò)一個(gè)特例,證明了用穩(wěn)恒電流場(chǎng)模擬靜電場(chǎng)的可行性。
5、電場(chǎng)的測(cè)繪方法
由(10)式可知,場(chǎng)強(qiáng)E在數(shù)值上等于電位梯度,方向指向電位降落的方向?紤]到E是矢量,U是標(biāo)量,從實(shí)驗(yàn)測(cè)量來(lái)講,測(cè)量電位比測(cè)定場(chǎng)強(qiáng)容易實(shí)現(xiàn),所以可先測(cè)繪等位線,然后根據(jù)電力線與等位線正交原理,畫(huà)出電力線。這樣就可由等位線的間距,電力線的疏密和指向,將抽象的電場(chǎng)形象地反映出來(lái)。
靜電場(chǎng)描繪儀(包括水槽、雙層固定支架、同步探針等),如圖3所示,支架采用雙層式結(jié)構(gòu),上層放記錄紙,下層放帶電極水槽。并將電極引線接出到外接線柱上,電極間有電導(dǎo)率遠(yuǎn)小于電極且各向均勻的導(dǎo)電介質(zhì)水。接通交流電源就可進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。在導(dǎo)電玻璃和記錄紙上方各有一探針,通過(guò)金屬探針臂把兩探針固定在同一手柄座上,兩探針始終保持在同一鉛垂線上。移動(dòng)手柄座時(shí),可保證兩探針的運(yùn)動(dòng)軌跡是一樣的。由水槽上方的穿梭針找到待測(cè)點(diǎn)后,按一下記錄紙上方的探針,在記錄紙上留下一個(gè)對(duì)應(yīng)的標(biāo)記。移動(dòng)同步探針在水槽中找出若干電位相同的點(diǎn),由此即可描繪出等位線。
使用方法:
(1)接線
靜電場(chǎng)測(cè)試儀信號(hào)源的輸出接線柱與電極接線柱相連,將探針架放好,并使探
針下探頭置于放有電極的水槽中,開(kāi)啟開(kāi)關(guān),指示燈亮,有數(shù)字顯示。電壓表示值圖3 K為電場(chǎng)中某點(diǎn)對(duì)負(fù)極的電壓值。
(2)測(cè)量
調(diào)節(jié)靜電場(chǎng)測(cè)試儀電源前面板上電壓調(diào)節(jié)旋鈕,將開(kāi)關(guān)K打在電源電壓上,電表顯示所加的電壓值,單位為伏特,一般調(diào)到10V,便于運(yùn)算。然后將開(kāi)關(guān)打在測(cè)量,橫移動(dòng)探針架,數(shù)顯示表示值隨著運(yùn)動(dòng)而變化,從而測(cè)出每條等位線上的幾個(gè)電壓相等的點(diǎn)。
(3)記錄
在描繪架上鋪平坐標(biāo)紙,用螺釘夾住,當(dāng)電壓表顯示讀數(shù)認(rèn)為需要記錄時(shí),輕輕按下記錄紙上的探針并在坐標(biāo)紙上,記錄電壓,為實(shí)驗(yàn)清楚快捷,每等位線不少于8個(gè)點(diǎn),然后用光滑曲線連接即可。
【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容】
1、長(zhǎng)直同軸圓柱面電極間的電位分布
(1)將電極水槽中加入適量的水,然后把它放在上層靜電場(chǎng)描繪儀的下層;
(2)按圖連接好電路,電壓表及探針聯(lián)合使用。
(3)把坐標(biāo)紙放在靜電場(chǎng)描繪儀的上層,并用四個(gè)螺釘夾好。
(4)調(diào)節(jié)靜電場(chǎng)描繪儀的電源(大約10V)。
(5)移動(dòng)探針座使探針在水中緩慢移動(dòng),用數(shù)字電壓表測(cè)量電位差,找到等位點(diǎn)時(shí)按下坐標(biāo)紙上的標(biāo)記指針,做出標(biāo)記。分別作出6V、5 V、4 V、3 V、2V的五條等位線,每條等位點(diǎn)不得少于8個(gè)。
(6)根據(jù)等位點(diǎn)描繪等位線,并標(biāo)出每條等位線的電位。
(7)根據(jù)電力線和等位線垂直的提點(diǎn),描繪被模擬空間中的電力線。
2、不規(guī)則電極間電位分布
(1)將水槽中的電極更換成兩圓柱面型。
(2)重復(fù)內(nèi)容一中的操作,分別作出8V、7 V、6V、5 V、4 V、3 V、2V的7條等位線。
【數(shù)據(jù)記錄與處理】
1、同軸圓柱面型電極間電位分布
(1)根據(jù)等位點(diǎn)描繪被模擬空間中的等位線。
(2)根據(jù)電力線和等位線垂直的提點(diǎn),畫(huà)出被模擬空間中的電力線。 (3)測(cè)量每條電位線的半徑計(jì)算對(duì)應(yīng)的電位理論值,并與實(shí)驗(yàn)值比較計(jì)算相對(duì)誤差,將數(shù)據(jù)填入以下表格。
表:Ua V a mm b mm
(1)根據(jù)等位點(diǎn)描繪被模擬空間中的等位線。
(2)根據(jù)電力線和等位線垂直的提點(diǎn),畫(huà)出被模擬空間中的電力線。注意:將圖線粘貼在實(shí)驗(yàn)報(bào)告上
【思考題】
(1)用模擬法測(cè)的電位分布是否與靜電場(chǎng)的電位分布一樣?
(2)如果實(shí)驗(yàn)時(shí)電源電壓有效值不穩(wěn)定,那么是否會(huì)改變電力線和等位線的分布?為什么?
(3)試從你測(cè)繪的等位線和電力線分布圖,分析何處電場(chǎng)強(qiáng)度較強(qiáng),何處電場(chǎng)強(qiáng)度較弱。
【注意事項(xiàng)】
(1)水槽由有機(jī)玻璃制成的,實(shí)驗(yàn)時(shí)要輕拿輕放,以免破碎。
(2)水層厚度要保持一致,即水槽要水平放置,以保證導(dǎo)電介質(zhì)的均勻性,且水不要過(guò)多也不要過(guò)少,水面要到達(dá)探針但不要淹沒(méi)電極。
(3)電極、探針要和導(dǎo)線接觸良好。
(4)實(shí)驗(yàn)完畢后,要將電極從水槽中拿出來(lái)放在毛巾上,以免電極生銹。并將儀器擺放整齊。
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