双层式静电场实验装置描绘静电场原理

A. 静电场模拟测绘的[原理]

电场强度和电势是表征电场特性的两个基本物理量,为了形象地表示静电场,常采用电场线(曾称电力线)和等势面来描绘静电场.电场线与等势面处处正交,因此有了等势面的图形就可以大致画出电场线的分布图,反之亦然.
由电磁学理论可知,无自由电荷分布的各向同性均匀电介质中的静电场的电势、与不含电源的各向同性均匀导体中稳恒电流场的电势,两者所遵从的物理规律具有相同的数学表达式.在相同的边界条件下,这两种场的电势分布相似,因此只要选择合适的模型,在一定条件下用稳恒电流场去模拟静电场是可行的.下面通过实例来分析. 如图18－1（a）所示,真空中有一个半径为r1的长直圆柱导体A和一个内半径为r2的长直圆筒导体B,它们的中心轴重合,沿轴线每单位长度上内外柱面各带电荷+σ和－σ，出于对称性,在垂直于轴线的任一截面S内,电场线沿半径方向呈均匀辐射状分布,其等
图18－1
势面是不同半径的圆柱面.为了计算A、B间静电场的电势分布,沿轴线方向取一单位长度、底面半径为r的同轴圆柱体的表面为高斯面.在S面内,高斯面如图18－1(b)的虚线图所示,由于此高斯面的上下底面没有电场线穿过,设圆柱侧面上各点的电场强度为E,由高斯定理得2πrE = σ/ε0,即
（18－1）
因为外柱面接地点为零电势点,由电场强度与电势的积分关系,在A、B两柱面之间距圆柱中心轴为r处的电势
（18－2）
同理可得A柱的电势
将上式与(18－2)式相除,得相对电势分布
（18－3）
由此式可知,在r1、r2和V1给定的条件下,相对电势Vr/V1仅仅是距离r的函数,而且与1nr成线性关系. 为了仿造一个与静电场分布相似的模拟场,我们设计出的装置称为“模拟模型”.模拟模型是把圆环形金属电极A和圆环形金属电极B同心地置于一层均匀的导电介质S′
图18－2
上,如图18－2（a）所示. 当给两电极加上规定的电压V1'后,在A、B电极之间的导电介质S'上就会产生一个稳定的电流分布.导电介质由导电微晶制成,它的电阻率比金属电极大很多,因此导电微晶是不良导体.设其厚度为t,电阻率为ρ,电极A的半径为r1,电极B的半径为r2,则半径为r到r+dr的圆周间导电微晶的电阻为
（18－4）
半径为r到半径为r2的圆周之间的电阻
（18－5）
同理,半径为r1的A电极到半径为r2的B电极之间电阻为
（18－6）
于是两电极之间的总电流为
（18－7）
设外环的电势为零,即 =0,内环的电势为 ,距环心为r(r1<r<r2)处的电势
整理得相对电势分布
（18－8）
此式说明,模拟电流场的相对电势分布与静电场的相对电势分布（18－3)式相同,只要模拟模型的r1、r2和 与长直同轴柱面的r1、r2和V1相同,必然有 ,由此有
所以模拟场与静电场的电场强度和电势的分布是相同的,如图18－2（b）所示.因此,我们得出结论:稳恒电流场可以模拟某些带电导体的静电场.实际上,只有极简单情形下的一些静电场的电势分布函数能用解析方法求出,所以通过模拟法来测量静电场就具有实际应用价值.

B. 简述静电场描绘的实验原理

电场用电场线描述，顺着电场线电势降低，逆着电场线电势升高，用回电压表测电压答，保持一个点不动，另一个点移动，使电压相同，说明固定点到在移动的那些点的电势差相同。即移动的点的电势相同。连起来，画出的就是等势面

C. 静电场的描绘实验总结

实践、分析与管理的重要。
没有范文。
以下供参考，
主要写一下主要的工作内容，如何努力工作，取得的成绩，最后提出一些合理化的建议或者新的努力方向。。。。。。。
工作总结就是让上级知道你有什么贡献，体现你的工作价值所在。
所以应该写好几点：
1、你对岗位和工作上的认识2、具体你做了什么事
3、你如何用心工作，哪些事情是你动脑子去解决的。就算没什么，也要写一些有难度的问题，你如何通过努力解决了
4、以后工作中你还需提高哪些能力或充实哪些知识
5、上级喜欢主动工作的人。你分内的事情都要有所准备，即事前准备工作以下供你参考：
总结，就是把一个时间段的情况进行一次全面系统的总评价、总分析，分析成绩、不足、经验等。总结是应用写作的一种，是对已经做过的工作进行理性的思考。
总结的基本要求
1．总结必须有情况的概述和叙述，有的比较简单，有的比较详细。
2．成绩和缺点。这是总结的主要内容。总结的目的就是要肯定成绩，找出缺点。成绩有哪些，有多大，表现在哪些方面，是怎样取得的；缺点有多少，表现在哪些方面，是怎样产生的，都应写清楚。
3．经验和教训。为了便于今后工作，必须对以前的工作经验和教训进行分析、研究、概括，并形成理论知识。
总结的注意事项：
1．一定要实事求是，成绩基本不夸大，缺点基本不缩小。这是分析、得出教训的基础。
2．条理要清楚。语句通顺，容易理解。
3．要详略适宜。有重要的，有次要的，写作时要突出重点。总结中的问题要有主次、详略之分。
总结的基本格式：
1、标题
2、正文
开头：概述情况，总体评价；提纲挈领，总括全文。
主体：分析成绩缺憾，总结经验教训。
结尾：分析问题，明确方向。
3、落款
署名与日期。

D. 使用双层式静电场实验装置时，要注意什么内容

必须同来时满足高斯定理自和环路定理（麦克斯韦方程组中对于电场性质的描述）。
若模拟空气中的静电场，则所采用的导电介质应是电阻均匀和各向同性的导电材料为电流场的导电介质。
要电极形状相同，电极电位相等，空间介质均匀，在相应考察点，两者电位相等，或两者电场强度相等。

E. 为什么要采用模拟的方法描述静电场

想测量静电场需要用探头,而探头也带电荷,这样二者叠加,对原来的电场产生干扰。故不能直接测回得静电场答，只能用模拟的方法描述静电场。
实验中采用等效边界条件下的恒定电流场来模拟静电场。
理论依据是两种场符合的场方程形式相同，其解的形式也相同
或者说两种场有类比对称性：电荷激发电场，导电介质中电源激发电流，只要电荷和电源分布形式等效（等效即可，不一定完全相同，有的情况下也不可能完全相同，因为静电场不闭合，电流场一定闭合，一个点电荷就能产生电场，只有一个电极却无法产生电流，像点电荷的情况，就不可能只用一个电极模拟，必须加上一个等效与无穷远的边界作为另一个电极），两者的场分布也一定相似