1、.實(shí)驗(yàn)一靜電場(chǎng)仿真1實(shí)驗(yàn)?zāi)康慕㈧o電場(chǎng)中電場(chǎng)及電位空間分布的直觀概念。2實(shí)驗(yàn)儀器計(jì)算機(jī)一臺(tái)3基本原理當(dāng)電荷的電荷量及其位置均不隨時(shí)間變化時(shí)，電場(chǎng)也就不隨時(shí)間變化，這種電場(chǎng)稱為靜電場(chǎng) 。點(diǎn)電荷 q 在無限大真空中產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度E 的數(shù)學(xué)表達(dá)式為Eq2r（ r 是單位向量 ）（1-1 ）0r4真空中點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電位為q（1-2 ）40r其中 ，電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量 ，電位是標(biāo)量 ，所以 ，無數(shù)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度和電位是不一樣的 ，電場(chǎng)強(qiáng)度為EE1E2En1nq2i ri（ ri 是單位向量 ）（ 1-3 ）40i 1ri電位為1nqi（1-4）12nri40 i 1本章模擬的就是基本的電位圖形。專業(yè)

2、.專注.4實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟（ 1） 點(diǎn)電荷靜電場(chǎng)仿真題目 ：真空中有一個(gè)點(diǎn)電荷-q ，求其電場(chǎng)分布圖。程序 1:負(fù)點(diǎn)電荷電場(chǎng)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;E=(-q./m1).*r;surfc(x,y,E);專業(yè) .專注.負(fù)點(diǎn)電荷電勢(shì)示意圖clearx,y=meshgrid(-10:1.2:10);專業(yè) .專注.E0=8.85e-12;q=1.6*10(-19);r=;r=sqrt(x.2+y.2+

3、1.0*10(-10)m=4*pi*E0*r;m1=4*pi*E0*r.2;z=-q./m1surfc(x,y,z);xlabel('x','fontsize',16)ylabel('y','fontsize',16)title(' 負(fù)點(diǎn)電荷電勢(shì)示意圖','fontsize',10)專業(yè) .專注.程序 2clearq=2e-6;k=9e9;a=1.0;b=0;x=-4:0.16:4;y=x;X,Y=meshgrid(x,y);專業(yè) .專注.R1=sqrt(X+1).2+Y.2+1.0*10(-10)

4、;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=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);專業(yè) .專注.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*

5、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=ex./ae;ey=ey./ae;cv=linspace(min(min(U),max(max(U),40);surfc(x,y,U);專業(yè) .專注.實(shí)驗(yàn)二恒定電場(chǎng)的仿真專業(yè) .專注.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康慕⒑愣妶?chǎng)中電場(chǎng)及電位空間分布的直觀概念。2實(shí)驗(yàn)儀器計(jì)算機(jī)一臺(tái)3基本原理電場(chǎng)的大小和方向均不隨時(shí)間變化的場(chǎng)稱為恒定電場(chǎng)，如直流導(dǎo)線 ，雖說電荷在導(dǎo)線內(nèi)運(yùn)動(dòng) ，但電場(chǎng)不隨時(shí)間變化而變化，所以，直流導(dǎo)線形成的

6、電場(chǎng)是恒定電場(chǎng)。對(duì)于恒定電場(chǎng)，我們可以假設(shè)其為靜電場(chǎng)，假設(shè)有靜止不動(dòng)的分布在空間中的電量q產(chǎn)生了這一電場(chǎng)。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(chǎng)的方法來求解問題 。4實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟（ 1）高壓直流電線表面的電場(chǎng)分布仿真題目 ：假設(shè)兩條高壓導(dǎo)線分別是正負(fù)電流，線間距2m ，線直徑0.04m ，電流 300A ，兩條線電壓正負(fù)110kV ，求表面電場(chǎng)分布。YPR1R2RRD=2mX圖 2-1 高壓直流電線示意圖專業(yè) .專注.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

7、=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','fontsize',10)專業(yè) .專注.clear專業(yè) .專注.x,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=

8、k*m;surfc(x,y,U);xlabel('x','fontsize',16)ylabel('y','fontsize',16)title('U','fontsize',10)專業(yè) .專注.實(shí)驗(yàn)三恒定磁場(chǎng)的仿真1實(shí)驗(yàn)?zāi)康慕⒑愣ù艌?chǎng)中磁場(chǎng)空間分布的直觀概念。2實(shí)驗(yàn)儀器計(jì)算機(jī)一臺(tái)3基本原理磁場(chǎng)的大小和方向均不隨時(shí)間變化的場(chǎng)，稱為恒定磁場(chǎng)。線電流 i 產(chǎn)生的磁場(chǎng)為：dB0 Idl4 r2說明了電流和磁場(chǎng)之間的關(guān)系，運(yùn)動(dòng)的電荷能夠產(chǎn)生磁場(chǎng)。專業(yè) .專注.4實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟圓環(huán)電流周圍引起的磁場(chǎng)分布仿真

9、題目 ：一個(gè)半徑為0.35 的電流大小為1A 的圓環(huán) ，求它的磁場(chǎng)分布。分析 ：求載流圓環(huán)周圍的磁場(chǎng)分布 ，可以用畢奧 薩伐爾定律給出的數(shù)值積分公式進(jìn)行計(jì)算：rRx0pdB圖 3-1 載流圓環(huán)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);專業(yè) .專注.專業(yè) .專注.實(shí)驗(yàn)四電磁波的反射與折射1實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?1）熟悉相關(guān)實(shí)驗(yàn)儀器的特性和使用方法（ 2）掌握電磁波在良好導(dǎo)體表面的反射規(guī)律2實(shí)驗(yàn)儀器DH1211 型 3 厘米信號(hào)源1 臺(tái)、可變衰減器 、頻率調(diào)節(jié)器 、電

10、流指示器 、喇叭天線 、金屬導(dǎo)體板1 塊、支座一臺(tái) 。3基本原理電磁波在傳播過程中如遇到障礙物，必定要發(fā)生反射。當(dāng)電磁波入射到良好導(dǎo)體（近似認(rèn)為理想導(dǎo)體）平板上時(shí)將發(fā)生全反射。電磁波入射到良好導(dǎo)體（近似認(rèn)為理想導(dǎo)體）平板時(shí) ，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。垂直入射斜入射專業(yè) .專注.（入射角 0 °、反射角 0°）（入射角 45 °、反射角 45 °）圖 4-1用一塊金屬板作為障礙物，測(cè)量當(dāng)電波以某一入射角投射到此金屬板上的反射角，驗(yàn)證電磁波的反射規(guī)律：（ 1）電磁波入射到良好導(dǎo)體 （近似認(rèn)為理想導(dǎo)體 ）平板上時(shí)將發(fā)生全反射 。（ 2）入射角等于反射角 。4實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟（ 1 ）熟悉儀器的特性和使用方法（ 2 ）連接儀器 ，調(diào)整系統(tǒng)金屬導(dǎo)體（鋁）板頻率調(diào)節(jié)器喇叭天線可變衰減器支座電流指示器（檢波器）活動(dòng)臂DH1121B 3 厘米信號(hào)源（3 ）測(cè)量入射角和反射角反射全屬板放到支座上時(shí)，應(yīng)使金屬板平面與支座下面的小圓盤上的某一對(duì)刻線一致。而把帶支座的金屬反射板放到小平臺(tái)上時(shí)，應(yīng)使圓盤上的這對(duì)與金屬板平面一致的刻線與專業(yè) .專注.小平臺(tái)上相應(yīng)90 0 刻度的一對(duì)刻線一致。這時(shí)小平臺(tái)上的00 刻度就與金屬板的法