對恒定電流場模擬靜電場的等勢線實驗討論

楊斌

【實驗目的】

1.了解靜電場模擬的依據;

2.學會用模擬法描繪靜電場;

3.測繪靜電場的等勢線、電場線;

4.用描跡法畫出等量異種電荷電場中平面上的等勢線.

【實驗要求】

帶電體的周圍存在靜電場，靜電場的分布是由電荷的分布、帶電體的幾何形狀及周圍介質所決定的.由于帶電體的形狀復雜，大多數情況求不出電場分布的解，因此只能靠數值解法求出或用實驗方法測出電場分布.但是電場強度是矢量，而電勢是標量，在測量上要簡便些，并且恒定電流場與靜電場兩個場的物理量所遵從的物理規律具有相同的數學式，所以我們就想到用直接測量電勢來模擬電場的分布.而直接用電壓表法去測量靜電場的電勢分布往往是困難的，因為靜電場中沒有電流，磁電式電表不會偏轉;另外由于與儀器相接的探測頭本身總是導體或電介質，若將其放人靜電場中，探測頭上會產生感應電荷.由于這些電荷又產生電場，與被測靜電場疊加起來，使被測電場產生顯著的變化，因而我們可以用恒定電流場來模擬靜電場，通過測量恒定電流場的電勢分布來求得靜電場分布.因此，實驗時一般采用間接的測量方法（即模擬法）來解決.

【實驗原理】

根據導電紙中恒定電流場與等量異種電荷的靜電場相似性，模擬等量異種電荷靜電場，將靈敏電流計兩探針放在有電流場的導電紙上不同位置時，電流表指針若不偏轉，表明場中這兩點電勢相等……