静电场的实验报告

2022-11-20 实验报告

　　在我们平凡的日常里，越来越多人会去使用报告，不同的报告内容同样也是不同的。一起来参考报告是怎么写的吧，下面是小编收集整理的静电场的实验报告，欢迎阅读，希望大家能够喜欢。

静电场的实验报告1

　　一、基本情况：

　　从所任班级来讲，虽然经过一年物理学习，但收效甚微。所任九四班学生基础较差，针对此点，本学期将立足学科特点，狠抓基础下功夫。争取在明年的中考中取得良好的成绩。在个人能力方面，多向其他老教师请教来弥补专业空缺。立足学生，以学生为本，争取每个学生成绩有所上升。

　　二、教材分析：

　　本学期的教学内容有：第十一章多彩的物质世界，第十二章运动和力，第十三章力和机械，第十四章压强和浮力，第十五章功和机械能，第十六章热和能，第十七章能源与可持续发展，教学的重点在多彩的物质世界，运动和力，力和机械，功和机械能;难点在压强和浮力，热和能。

　　三、工作措施：

　　1、认真学习新课程标准，领会本科目在教学中的具体要求。新教材是然不同于过去的要求，因为新教材其灵活性加强了，难度降底了，实践性变得更为明确了。教师必须认真领会其精神实质，对于每一项要求要落到实处，既不能拔高要求，也不能降底难度。

　　2、注重教材体系，加强学生的实际操作能力的培养。新教材不仅在传授文化知识，更注重于培养能力。教师要充分利用教材中已有的各类实验，做到一个一个学生过好训练关，凡是做不好一律重做，直到做到熟练为止。每一个实验都要写好实验报告，写好实验体会。并在做好实验的基础上，要求每一个学生根据已有的材料，做好有关的物理制作，作品获县市级制作奖。

　　3、讲求教学的多样性与灵活性，努力培养学生的思维能力。教学不能默守陈规，应该要时时更新教学方法。本期我要继续实践好兴趣教学法，双向交流法，还要充分运用多媒体，进行现代化的多媒体教学，让科学进入物理课堂，让新的理念武装学生头脑。使得受教育的学生：学习的观念更新，学习的内容科学，学习的方法优秀。

　　4、严格要求学生，练好学生扎实功底。学生虽逐步懂得了学习的重要性，也会学习，爱学习，但终究学生的自制力不及成人。所以，教师在教学过程中，必须以学生严格要求，不能放松任何一个细节的管理。做到课前有预习，课后有复习，课堂勤学习;每课必有一练，杜绝学生不做作业、少做作业，严禁学生抄袭他人作业;教育学生养成独立思问题的能力，使每一个学生真正做到学习成为自已终身的乐趣。

　　四、教学进度

　　1~2周多彩的物质世界

　　2~5周运动和力

　　6~9周力和机械

　　10~11周压强和浮力

　　12~14周功和机械能

　　15~16周热和能

　　17~18周能源与可持续发展

静电场的实验报告2

　　【实验目的】

　　1.学习用模拟法测绘静电场的原理和方法。

　　2.加深对电场强度和电位要领的理解。

　　3.用作图法处理数据。

　　【实验仪器】

　　静电场描绘仪、静电场描绘仪信号源、导线、数字电压表、电极、同步探针、坐标纸等。

　　【实验原理】

　　在一些科学研究和生产实践中，往往需要了解带电体周围静电场的分布情况。一般来说带电体的形状比较复杂，很难用理论方法进行计算。用实验手段直接研究或测绘静电场通常也很困难。因为仪表(或其探测头)放入静电场，总要使被测场原有分布状态发生畸变;除静电式仪表之外的一般磁电式仪表是不能用于静电场的直接测量，因为静电场中不会有电流流过，对这些仪表不起作用。所以，人们常用“模拟法”间接测绘静电场分布。

　　1、模拟的理论依据

　　模拟法在科学实验中有极广泛的应用，其本质上是用一种易于实现、便于测量的物理状态或过程的研究，以代替不易实现、不便测量的状态或过程的研究。为了克服直接测量静电场的困难，我们可以仿造一个与静电场分布完全一样的电流场，用容易直接测量的电流场模拟静电场。

　　静电场与稳恒电流场本是两种不同场，但是它们两者之间在一定条件下具有相似的空间分布，即两场遵守的规律在形式上相似。它们都可以引入电位U，而且电场强度E=-△U/△l;它们都遵守高斯定理:对静电场，电场强度在无源区域内满足以下积分关系

　　∮E·ds = 0 ∮E·d l = 0

　　对于稳恒电流场，电流密度矢量J在无源区域内也满足类似的积分关系

　　∮J·ds = 0 ∮J·d l = 0

　　由此可见，E和J在各自区域中满足同样的数学规律。若稳恒电流空间均匀充满了电导率为σ的不良导体，不良导体内的电场强度E′与电流密度矢量J之间遵循欧姆定律

　　J=σE′

　　因而，E和E′在各自的区域中也满足同样的数学规律。在相同边界条件下，由电动力学的理论可以严格证明：像这样具有相同边界条件的相同方程，其解也相同。因此，我们可以用稳恒电流场来模拟静电场。也就是说静电场的电力线和等势线与稳恒电流场的电流密度矢量和等位线具有相似线的分布，所以测定出稳恒电流场的电位分布也就求得了与它相似的静电场的电场分布。

　　2、模拟条件

　　模拟方法的使用有一定条件和范围，不能随意推广，否则将会得到荒谬的结论。用稳流电场模拟静电场的条件可归纳为几点：

　　(1)稳流场中电极形状应与被模拟的静电场的带电体几何形状相同。

　　(2)稳流场中的导电介质应是不良导体且电阻率分布均匀，并满足σ

　　才能保证电流场中的电极(良导体)的表面也近似是一个等位面。

　　(3)模拟所用电极系统与被模拟电极系统的边界条件相同。

　　3、同轴圆柱形电缆的静电场

　　利用稳恒电流的电场和相应的静电场其空间形成一致性，则只要保证电极形状一定，电极电位不变，空间介质均匀，在任何一个考察点，均应有U稳恒=U静电，或E稳恒电极≥σ导电质=E静电。下面

　　图1

　　以同轴圆柱形电缆的“静电场”和相应的模拟场—“稳恒电流场”来讨论这种等效性。如图10(a)所示，在真空中有一半径a的长圆柱导体A和一个内径b的长圆筒导体B，它们同轴放置，分别带等量异号电荷。由高斯定理可知，在垂直于轴线上的任何一个截面S内，有均匀分布辐射状电力线，这是一个与坐标Z无关的二维场。在二维场中电场强度E正平行于xy平面，其等位面为一簇同轴圆柱面。因此，只需研究任一垂直横截面上的电场分布即可。

　　距轴心O半径为r处(图1(b))的各点电场强度为

　　E 20r

　　式中λ为A(或B)的电荷线密度。其电位为

　　UrUaEdrUaarr1n (1) 20a

　　Ua 201na若rb时，Ub = 0则有

　　代入式(1)得UrUa

　　距中心r处场强为Er1n(b/r) (2) 1n(b/a)UadUr1 (3) dr1n(b/a)r

　　其中A、B间不是真空，而是充满一种均匀的不良导体，且A和B分别与电流的正负极相连，见图2同轴电缆模拟电极间形成径向电流，建立一个稳恒电流场Er。可以证明不良导体中的电场强度Er与原真空中的静电场Er是相同的。

　　4、同轴圆柱形电级间的电流场

　　取厚为t的圆柱形同轴不良导体片来研究，材料的电阻率为ρ则半径r的圆周到半径为(r+dr)的圆周之间的不良导体薄块的电阻为

　　dRdr (4) 2tr

　　半径r到b之间的圆柱片电阻为

　　Rrbbdrb1n (5) r2tr2tr

　　由此可知半径a到b之间圆柱片的电阻为

　　(a)

　　图2同轴电缆模拟电极Rabb1n (6) 2ta

　　若设U0 = 0，则径向电流为

　　IUa2tUa (7) Rab1n(b/a)

　　1n(b/r) (8) 1n(b/a)距中心r处的电位为UrIRrbUa

　　则稳恒电流场Er′为

　　UadUr1Er (9) dr1n(b/a)r

　　可见式(2)与式(8)具有相同形式，说明稳恒电流场与静电场的电位分布函数完全相同。即柱面之间的电位Ur与1nr均为直线关系。并且(Ur/Ua)相对电位仅是坐标的函数，与电场电位的绝对值无关。显而易见，稳恒电流的电场E′与静电场E的分布也是相同的。因为EdUrdUrE (10) drdr

　　实际上，并不是每种带电体的静电场及模拟场的电位分布函数都能计算出来，只有在σ分布均匀几种形状对称规则的特殊带电体的场分布才能用理论严格计算。上面只是通过一个特例，证明了用稳恒电流场模拟静电场的可行性。

　　5、电场的测绘方法

　　由(10)式可知，场强E在数值上等于电位梯度，方向指向电位降落的方向。考虑到E是矢量，U是标量，从实验测量来讲，测量电位比测定场强容易实现，所以可先测绘等位线，然后根据电力线与等位线正交原理，画出电力线。这样就可由等位线的间距，电力线的疏密和指向，将抽象的电场形象地反映出来。

　　静电场描绘仪(包括水槽、双层固定支架、同步探针等)，如图3所示，支架采用双层式结构，上层放记录纸，下层放带电极水槽。并将电极引线接出到外接线柱上，电极间有电导率远小于电极且各向均匀的导电介质水。接通交流电源就可进行实验。在导电玻璃和记录纸上方各有一探针，通过金属探针臂把两探针固定在同一手柄座上，两探针始终保持在同一铅垂线上。移动手柄座时，可保证两探针的运动轨迹是一样的。由水槽上方的穿梭针找到待测点后，按一下记录纸上方的探针，在记录纸上留下一个对应的标记。移动同步探针在水槽中找出若干电位相同的点，由此即可描绘出等位线。

　　使用方法：

　　(1)接线

　　静电场测试仪信号源的输出接线柱与电极接线柱相连，将探针架放好，并使探

　　针下探头置于放有电极的水槽中，开启开关，指示灯亮，有数字显示。电压表示值图3 K为电场中某点对负极的电压值。

　　(2)测量

　　调节静电场测试仪电源前面板上电压调节旋钮，将开关K打在电源电压上，电表显示所加的电压值，单位为伏特，一般调到10V，便于运算。然后将开关打在测量，横移动探针架，数显示表示值随着运动而变化，从而测出每条等位线上的几个电压相等的点。

　　(3)记录

　　在描绘架上铺平坐标纸，用螺钉夹住，当电压表显示读数认为需要记录时，轻轻按下记录纸上的探针并在坐标纸上，记录电压，为实验清楚快捷，每等位线不少于8个点，然后用光滑曲线连接即可。

　　【实验内容】

　　1、长直同轴圆柱面电极间的电位分布

　　(1)将电极水槽中加入适量的水，然后把它放在上层静电场描绘仪的下层;

　　(2)按图连接好电路，电压表及探针联合使用。

　　(3)把坐标纸放在静电场描绘仪的上层，并用四个螺钉夹好。

　　(4)调节静电场描绘仪的电源(大约10V)。

　　(5)移动探针座使探针在水中缓慢移动，用数字电压表测量电位差，找到等位点时按下坐标纸上的标记指针，做出标记。分别作出6V、5 V、4 V、3 V、2V的五条等位线，每条等位点不得少于8个。

　　(6)根据等位点描绘等位线，并标出每条等位线的电位。

　　(7)根据电力线和等位线垂直的提点，描绘被模拟空间中的电力线。

　　2、不规则电极间电位分布

　　(1)将水槽中的电极更换成两圆柱面型。

　　(2)重复内容一中的操作，分别作出8V、7 V、6V、5 V、4 V、3 V、2V的7条等位线。

　　【数据记录与处理】

　　1、同轴圆柱面型电极间电位分布

　　(1)根据等位点描绘被模拟空间中的等位线。

　　(2)根据电力线和等位线垂直的提点，画出被模拟空间中的电力线。 (3)测量每条电位线的半径计算对应的电位理论值，并与实验值比较计算相对误差，将数据填入以下表格。

　　表：Ua V a mm b mm

　　(1)根据等位点描绘被模拟空间中的等位线。

　　(2)根据电力线和等位线垂直的提点，画出被模拟空间中的电力线。注意：将图线粘贴在实验报告上

　　【思考题】

　　(1)用模拟法测的电位分布是否与静电场的电位分布一样?

　　(2)如果实验时电源电压有效值不稳定，那么是否会改变电力线和等位线的分布?为什么?

　　(3)试从你测绘的等位线和电力线分布图，分析何处电场强度较强，何处电场强度较弱。

　　【注意事项】

　　(1)水槽由有机玻璃制成的，实验时要轻拿轻放，以免破碎。

　　(2)水层厚度要保持一致，即水槽要水平放置，以保证导电介质的'均匀性，且水不要过多也不要过少，水面要到达探针但不要淹没电极。

　　(3)电极、探针要和导线接触良好。

　　(4)实验完毕后，要将电极从水槽中拿出来放在毛巾上，以免电极生锈。并将仪器摆放整齐。

静电场的实验报告3

　　1、教材解析：

　　那教期所教的内容是选建3—1，假设光阴上问应，再中止选建3—2第一章的讲解。选建3—1，共分为三章，鉴别是第一章静电场、第两章恒定电流、第三章磁场。静电场是下中阶段的根蒂内容之一，它的核心是电场的看法及描述电场特性的物理量，全章共9节内容，从电荷、电场的角度来研究电教中的基础知识。恒定电流为第两章内容，其中要研究的内容为一些基础的电路知识，紧张包罗欧姆定律，焦耳定律，串、并联电路等。本章的知识要以静电场的相关知识做为根蒂，正正在讲解中应重视联结静电场的有闭内容。最后一章为磁场，磁场战电场密切联结又具有相似性，是以经由对比可以对本章内容起到劣越的援助。

　　2、师长教师解析：

　　那届下两师长教师根蒂较好，对少部分同学要提高恳求，除掌握好基础看法基础规律中借应掌握解析物理结果，解决物理结果的方法，并提高能力。闭于大年夜部分同学则重面掌握基础看法战基础规律，强调根蒂知识的掌握，为今后学习挨好根蒂。

　　3、教法、教法解析：

　　针对本教期讲解内容战师长教师的特点，给与重知识战重看法正正在此根蒂长进步师长教师能力的方法：强调师长教师的课前预习，抢夺少讲、简洁、多斟酌。培养栽种汲引师长教师解析结果解决结果的能力。迥殊培养栽种汲引师长教师利用数教知识解决物理结果的能力，提高师长教师的执行出手能力，加强师长教师执行的讲解，加强物理综开知识的解析战谈论。培养栽种汲引师长教师的综开素养。充分变动师长教师的主动性、自动性。让师长教师变成学习的家丁。

　　4、讲解恳求

　　（1）认真研究讲解纲领及调剂定睹、体会教材编适企图。重视研究师长教师学习历程，懂得不同师长教师的紧张学习故障，正正在此根蒂上制定讲解企图，充分变动师长教师学习主动性。

　　（2）要迥殊强调知识取能力的阶段性，强调掌握好根蒂知识、基础身手、基础方法，那是能力培养栽种汲引的根蒂。对课堂例题取习题要大意遴选，没有恳求全、供易、供多，恳求细、供少、供活，强调例题取习题的教育讲解成分，强调明白取利用。

　　（3）加强教科研义务，提高课堂遵命。要把课堂讲解的重面放正正在使师长教师科学地熟习战明白物理看法战规律、掌握基础科学方法、组成科学世界不雅观圆面。要充分利用现代教育技艺手段，提高教育讲解量量战效益。

　　（3）讲解改革的重面战出路正正在于勤恳提高课堂讲解的量量。

静电场的实验报告4

　　一、引诱思维

　　以教校教务处的教育目的单方面展开物理讲解，执行素养教育，凭据师长教师现状，不绝弄好根蒂知识，基础物理思维战方法的讲解，面向局部师长教师，以人为本，拓荒师长教师的智力，培养栽种汲引师长教师解析结果的能力。果材施教，分层讲解，大力提高师长教师的思想能力。

　　二、讲解目标

　　经由讲解，抵达师长教师能力增强的目的。师长教师能独立完成教材上的习题，能正正在师长教师的引诱下完成师长教师课中支配的习题，能做其他参考书上的部分练习，渐渐培养栽种汲引师长教师深嗜物理，抵达提高师长教师的综开素养的目的。

　　三、讲解方法

　　针对本年级的团体效果，紧张正正在于重面挨好根蒂，具体程序以下：

　　1、细讲简洁

　　a、细讲：首先，看法的引进战讲解务必要清楚。为此应该对重面的内容反复强调，对重面看法的引进战明白应用要多举例，星散情景中止讲解，那是课改的恳求，其次，控制好进度，切勿图快，迥殊正正在易面的讲解中，要控制好进度。

　　b、简洁：本教期的习题肯定许多，如何以的遵命获得的成果是值得探求的课题，迥殊浮现正正在习题的练习战讲解中，做业战课堂练习题皆挨算正正在回类的根蒂是上分层，做到有纵有横。

　　2、及时的回响反映

　　本教期要正正在课上战课后皆有一个较无缺的回响反映机制，比如正正在上课及时中止回响反映性的练习，做业有结果的师长教师要取之互换，从中懂得结果所在，以便及时改进，闭于学习有脆苦的师长教师要经常雷同。

　　3、教材解析

　　新物理课程标准窜改了本有物理课程的情势，正鄙人一学习了物理两本教材，那两本紧张正正在于根蒂的学习。现在到了下两了，文理科选建的模块各没有相同，文科选建的是物理1-1，紧张的是研究对基础内容的熟习。闭于理科选建的物理3系列的，谁人系列的强调的是恳求师长教师更深入的懂得那些知识战正正在于对那些知识的应用。正正在物理选建3-1整本书中，紧张研究的是电教取磁教，可以讲是局部物理教中斗劲易的，它取?模块中的内容精密的联结的正正在一起。正正在选建3-2中，紧张是对选建3-1中止了加深，将电教取磁教联结正正在一起，组成了电磁教，其次对电流也中止了加深，借加上了现在斗劲热门的传感器。

　　4、师长教师情况解析

　　xx中教的现下两师长教师理科班的师长教师根蒂稍好，但是没有养成劣越的学习风气，比力争辩能力很好，逻辑思想能力有待于提高。是以，我们正正在讲解中一圆面要充分懂得他们，取他们多雷同，给他们以怀疑，提高他们学习物理兴趣;别的一圆面要抓住课堂那块紧张阵地，讲究技艺战兴致性，真实提高师长教师的集团素养，为以后的会考战下考挨下坚实的根蒂。

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