静电场模拟实验装置

① 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。

② 静电场模拟测绘的[装置介绍]

如图18－3所示,GVZ-3型导电微晶静电场描绘仪由双层结构的电极架和同步探针两部分组成回.
电极架分上下两层,上层答用来放置描迹记录纸,下层为导电微晶和待测电极.同步探针出由两根相同的弹簧钢条安装在金属手柄两端组成.下探针用来探测模拟场中各点的电势,上探针则在记录纸上扎眼以记录相应场点的位置.
图18－3 GVZ-3型静电场测绘仪专用电源如18－4所示.其使用方法如下:
打开电源开关.把功能开关倒向“校正”挡,然后调节“电压调节”旋钮，这时显示屏上的指示值就是电极架下层的两个待测电极之间的电压.
然后把功能开关倒向“测量”挡,这时显示屏上的指示值就是探针所在位置处的电压值,也就是测量值.
图18－4

③ 静电场的模拟实验为什么要用不同的材料作为介质盘

静电场，指的是观察者与电荷相对静止时所观察到的电场。它是电荷周围空间存在的一种特殊形态的物质，其基本特征是对置于其中的静止电荷有力的作用。库仑定律描述了这个力。

④ 静电场模拟实验中等位线产生偏差的原因

静电场模拟实验中等位线产生偏差的原因如下：
实验中在描绘同一等位线上的不同点时，回因手柄座是在一答定范围内随机移动，因而所有等位点并非向相同方向平移，导致描绘的等位线与原分布不同，即发生畸变。
消除等位线偏差的方法如下：
要消除这种偏差，必须重新调整定位针与探针在同一铅垂线上，而这在实际实验中是比较困难和费时的。因实验装置不合条件，影响了测量结果和实验效果。为此，我们对平移装置和描绘方法做了适当的改进，以消除实验装置形变对测量结果产生的影响。

⑤ 模拟静电场实验中，使用的不良导体材料是什么

模拟的静电实验中使用不让材料会导致一个不好，我稍后想到一个后果必须得使用防静电的那种。

⑥ 静电场的模拟实验相关问题~

1：为了在示波管荧光屏上得到一个又亮又小的点
2：与光学透镜对光束的聚焦作用一样，前半区受到拉向轴线的作用大于后半区受到离开轴线的作用，故总效果是向轴线靠拢，聚焦一点。
3：还有磁聚焦

⑦ 模拟静电场实验 请问有哪些方面会造成误差，越多越好 谢谢

应从实验仪器和人为因素两方面进行考虑。
实验仪器：利用水作为导电介质内，实验误差大；等臂探针的容上下两臂弹簧片与探针很难难用眼睛调成一条直线，总会出现一些差异产生误差。
人为因素：作图的真确性；测量圆半径时的误差。

⑧ 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.