1、.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Eq2r（ r 是單位向量 ）（1-1 ）0r4真空中點電荷產生的電位為q（1-2 ）40r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

2、.專注.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 .專注.負點電荷電勢示意圖clearx,y=meshgrid(-10:1.2:10);專業 .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(' 負點電荷電勢示意圖','fontsize',10)專業 .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 .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 .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 .專注.實驗二恒定電場的仿真專業 .專注.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

6、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。YPR1R2RRD=2mX圖 2-1 高壓直流電線示意圖專業 .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 .專注.clear專業 .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 .專注.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：dB0 Idl4 r2說明了電流和磁場之間的關系，運動的電荷能夠產生磁場。專業 .專注.4實驗內容及步驟圓環電流周圍引起的磁場分布仿真

9、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：rRx0pdB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);專業 .專注.專業 .專注.實驗四電磁波的反射與折射1實驗目的（ 1）熟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

10、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。垂直入射斜入射專業 .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 ，調整系統金屬導體（鋁）板頻率調節器喇叭天線可變衰減器支座電流指示器（檢波器）活動臂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專業 .專注.小平臺上相應90 0 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