雙層式靜電場實驗裝置描繪靜電場原理

A. 靜電場模擬測繪的[原理]

電場強度和電勢是表徵電場特性的兩個基本物理量,為了形象地表示靜電場,常採用電場線(曾稱電力線)和等勢面來描繪靜電場.電場線與等勢面處處正交,因此有了等勢面的圖形就可以大致畫出電場線的分布圖,反之亦然.
由電磁學理論可知,無自由電荷分布的各向同性均勻電介質中的靜電場的電勢、與不含電源的各向同性均勻導體中穩恆電流場的電勢,兩者所遵從的物理規律具有相同的數學表達式.在相同的邊界條件下,這兩種場的電勢分布相似,因此只要選擇合適的模型,在一定條件下用穩恆電流場去模擬靜電場是可行的.下面通過實例來分析. 如圖18－1（a）所示,真空中有一個半徑為r1的長直圓柱導體A和一個內半徑為r2的長直圓筒導體B,它們的中心軸重合,沿軸線每單位長度上內外柱面各帶電荷+σ和－σ，出於對稱性,在垂直於軸線的任一截面S內,電場線沿半徑方向呈均勻輻射狀分布,其等
圖18－1
勢面是不同半徑的圓柱面.為了計算A、B間靜電場的電勢分布,沿軸線方向取一單位長度、底面半徑為r的同軸圓柱體的表面為高斯面.在S面內,高斯面如圖18－1(b)的虛線圖所示,由於此高斯面的上下底面沒有電場線穿過,設圓柱側面上各點的電場強度為E,由高斯定理得2πrE = σ/ε0,即
（18－1）
因為外柱面接地點為零電勢點,由電場強度與電勢的積分關系,在A、B兩柱面之間距圓柱中心軸為r處的電勢
（18－2）
同理可得A柱的電勢
將上式與(18－2)式相除,得相對電勢分布
（18－3）
由此式可知,在r1、r2和V1給定的條件下,相對電勢Vr/V1僅僅是距離r的函數,而且與1nr成線性關系. 為了仿造一個與靜電場分布相似的模擬場,我們設計出的裝置稱為「模擬模型」.模擬模型是把圓環形金屬電極A和圓環形金屬電極B同心地置於一層均勻的導電介質S′
圖18－2
上,如圖18－2（a）所示. 當給兩電極加上規定的電壓V1'後,在A、B電極之間的導電介質S'上就會產生一個穩定的電流分布.導電介質由導電微晶製成,它的電阻率比金屬電極大很多,因此導電微晶是不良導體.設其厚度為t,電阻率為ρ,電極A的半徑為r1,電極B的半徑為r2,則半徑為r到r+dr的圓周間導電微晶的電阻為
（18－4）
半徑為r到半徑為r2的圓周之間的電阻
（18－5）
同理,半徑為r1的A電極到半徑為r2的B電極之間電阻為
（18－6）
於是兩電極之間的總電流為
（18－7）
設外環的電勢為零,即 =0,內環的電勢為 ,距環心為r(r1<r<r2)處的電勢
整理得相對電勢分布
（18－8）
此式說明,模擬電流場的相對電勢分布與靜電場的相對電勢分布（18－3)式相同,只要模擬模型的r1、r2和 與長直同軸柱面的r1、r2和V1相同,必然有 ,由此有
所以模擬場與靜電場的電場強度和電勢的分布是相同的,如圖18－2（b）所示.因此,我們得出結論:穩恆電流場可以模擬某些帶電導體的靜電場.實際上,只有極簡單情形下的一些靜電場的電勢分布函數能用解析方法求出,所以通過模擬法來測量靜電場就具有實際應用價值.

B. 簡述靜電場描繪的實驗原理

電場用電場線描述，順著電場線電勢降低，逆著電場線電勢升高，用回電壓表測電壓答，保持一個點不動，另一個點移動，使電壓相同，說明固定點到在移動的那些點的電勢差相同。即移動的點的電勢相同。連起來，畫出的就是等勢面

C. 靜電場的描繪實驗總結

實踐、分析與管理的重要。
沒有範文。
以下供參考，
主要寫一下主要的工作內容，如何努力工作，取得的成績，最後提出一些合理化的建議或者新的努力方向。。。。。。。
工作總結就是讓上級知道你有什麼貢獻，體現你的工作價值所在。
所以應該寫好幾點：
1、你對崗位和工作上的認識2、具體你做了什麼事
3、你如何用心工作，哪些事情是你動腦子去解決的。就算沒什麼，也要寫一些有難度的問題，你如何通過努力解決了
4、以後工作中你還需提高哪些能力或充實哪些知識
5、上級喜歡主動工作的人。你分內的事情都要有所准備，即事前准備工作以下供你參考：
總結，就是把一個時間段的情況進行一次全面系統的總評價、總分析，分析成績、不足、經驗等。總結是應用寫作的一種，是對已經做過的工作進行理性的思考。
總結的基本要求
1．總結必須有情況的概述和敘述，有的比較簡單，有的比較詳細。
2．成績和缺點。這是總結的主要內容。總結的目的就是要肯定成績，找出缺點。成績有哪些，有多大，表現在哪些方面，是怎樣取得的；缺點有多少，表現在哪些方面，是怎樣產生的，都應寫清楚。
3．經驗和教訓。為了便於今後工作，必須對以前的工作經驗和教訓進行分析、研究、概括，並形成理論知識。
總結的注意事項：
1．一定要實事求是，成績基本不誇大，缺點基本不縮小。這是分析、得出教訓的基礎。
2．條理要清楚。語句通順，容易理解。
3．要詳略適宜。有重要的，有次要的，寫作時要突出重點。總結中的問題要有主次、詳略之分。
總結的基本格式：
1、標題
2、正文
開頭：概述情況，總體評價；提綱挈領，總括全文。
主體：分析成績缺憾，總結經驗教訓。
結尾：分析問題，明確方向。
3、落款
署名與日期。

D. 使用雙層式靜電場實驗裝置時，要注意什麼內容

必須同來時滿足高斯定理自和環路定理（麥克斯韋方程組中對於電場性質的描述）。
若模擬空氣中的靜電場，則所採用的導電介質應是電阻均勻和各向同性的導電材料為電流場的導電介質。
要電極形狀相同，電極電位相等，空間介質均勻，在相應考察點，兩者電位相等，或兩者電場強度相等。

E. 為什麼要採用模擬的方法描述靜電場

想測量靜電場需要用探頭,而探頭也帶電荷,這樣二者疊加,對原來的電場產生干擾。故不能直接測回得靜電場答，只能用模擬的方法描述靜電場。
實驗中採用等效邊界條件下的恆定電流場來模擬靜電場。
理論依據是兩種場符合的場方程形式相同，其解的形式也相同
或者說兩種場有類比對稱性：電荷激發電場，導電介質中電源激發電流，只要電荷和電源分布形式等效（等效即可，不一定完全相同，有的情況下也不可能完全相同，因為靜電場不閉合，電流場一定閉合，一個點電荷就能產生電場，只有一個電極卻無法產生電流，像點電荷的情況，就不可能只用一個電極模擬，必須加上一個等效與無窮遠的邊界作為另一個電極），兩者的場分布也一定相似