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电磁场实验3指导书

电磁场实验3指导书
电磁场实验3指导书

电磁场理论实验三

1、 利用Matlab 模拟亥姆霍兹线圈磁场分布;

2、 利用Matlab 模拟匝线圈产生的磁场;

3、 利用Matlab 模拟直流环等效磁偶极子。

以上实验在内容上相差不多,每位同学自选其中一个实验。三个实验的内容都是与毕奥-萨伐尔定律相关,这次实验只要是为了加深大家对毕奥-萨伐尔定律的认识。实验相关内容都可以在网上找得到。

一、 利用Matlab 模拟亥姆霍兹线圈磁场分布

1、 理论基础

亥姆霍兹线圈(如图1)是一对彼此平行且连通的共轴圆形线圈。两线圈内的电流方

向一致,大小相同。线圈之间距离d 正好等于圆形线圈的半径R 。亥姆霍兹线圈轴线附近的磁场大小分布十分均匀,而且都沿x 方向。基于Matlab 软件对亥姆霍兹线圈轴线磁场均匀分布的现象进行验证和动态仿真,以便于更形象地体现出来。

图1亥姆霍兹线圈结构

根据毕奥-萨伐尔定律,一个通电圆圈的磁场分布可以积分得到。在通过圆心而且垂直于线圈平面的轴线上,距离圆心X 处,磁场大小为2

/322

2

0)

(2/X R NI R B +=μ。其

中I 为电流大小,R 为圆圈半径,0μ为一个常数。从上面已知亥姆霍兹线圈是两个彼此平行且连通的共轴圆形线圈,它的磁场分布是两个通电圆圈磁场的叠加。

假设两个线圈的半径为R ,各有N 匝,每匝中的电流均为I ,且流向相同(如图1)。两线圈在轴线上各点的场强方向均沿轴线向右,在圆心1O 、2O 处磁感应强度相等,大小都是:

R

NI

R

NI

NIR R

NI

B 003/2

22

2

000667

.0)2

211(2)

R (R 22μμμμ=+

=

++

=

两线圈间轴线上中点P 处,磁感应强度大小为:

R

NI

R

NI R NIR B p 002

/3222

0716

.0)2

211(558])2

([22

μμμ=+

=

+=

此外,在P 点两侧各4R 处的1Q 、2Q 两点处磁感应强度都等于:

R NI R NI

R NIR R NIR B Q 033

3/2302

/3222

02

/3222

00.712)54174(2])4

3R (

[2])4

R

([2μμμμ=+=++

+=

在图1假设左边线圈为A ,右边的线圈为B ,把观测区域聚在两线圈之间的小范围内。

B 生成的线圈左边的磁场就等于A 线圈的右边磁场,因此,A ,B 两线圈在中间部分合成磁场等于A 线圈的右磁场与左磁场平衡Rh 后的和。因此,只要观测A 线圈的左右区间x=[-Rh,Rh]内的磁场就可以。在建立了亥姆霍兹线圈产生的磁场数学模型后,依据上面的分析与所建立的数学模型可以在Matlab 环境下编制可仿真,可执行的仿真程序。

二、 利用Matlab 模拟匝线圈产生的磁场

基本原理

截流导线产生磁场的基本规律为:任一电流元→

dl I 在空间任一点P 处产生的磁感应强度

B d 是下列向量叉乘积:

3

04r r

l Id B d →

→→

??

=πμ(1)

式中→

r 为电流元到P 点的矢径,l d →

为导线元的长度矢量。P 点的总磁场可沿截流导体全长积分产生的磁场来求得。

若将→

B d 视为一小段电流l d →

在→

r 处产生的磁场,则上式可写为

→→→→→→→++=??

???

???????=k B j B i B r r r l l l k j i r I

B z y X z y x x y x 3

04πμ(2) 若要求n 小段电流在→

r 产生磁感应强度,则有

∑∑∑=→→→→→→==→++=?????

???

????=n i zi yi xi z y x zi yi xi n i n i k B j B i B r r r l l l k j i r I

B 13

101)(4πμ(3) 此式可以应用于任意形状电流在空间中任意地点产生的磁感应强度。式中xi l 、yi l 、zi l 表示电流元在笛卡尔直角坐标系中沿坐标轴的分量。

三、 利用Matlab 模拟直流环等效磁偶极子

基本原理

设圆线圈的中心为O ,半径为R ,放置于y-z 平面,线圈通过的电流为0I ,如图2所示。

用毕奥-萨伐尔定律计算载流圆线圈在z=0处x-y 平面上的磁场分布。

根据毕奥-萨伐尔定律:

??=

L r r Idl dB 3

μ

线圈上任一点处的电流元在x-y 平面上一点P 产生的元磁场为dB 。可以将电流环分为N 段,每一上段视为一电流元,然后求出每一电流元在观察点处的磁场分量,求出总磁场,最后叠加。

武大电气工程电磁场仿真实验报告

武汉大学 工程电磁场及高电压综合实验

一、题目 有一极长的方形金属槽,边宽为1cm,除顶盖电位为100sinπxV外,其他三面的电位均为零,试用差分法求槽内电位的分布。 二、解题原理:均匀媒质中的有限差分法 我们在求解场的分布时,当边界形状比较复杂时,解析分析法不再适合了,我们可以采用数值计算的方法,数值计算法的基本思想,是将整体连续的场域划分为若干个细小区域,一般称之为网格或单元,如图1所示,然后用所求的网格交点(一般称为节点或离散点)的数值解,来代替整个场域的真实解。因而数值解,即是所求场域离散点的解。虽然数值解是一种近似解法,但当划分的网格或单元愈密时,离散点数目也愈多,近似解(数值解)也就愈逼近于真实值。 实解。在此处键入公式。 图1场域的剖分,网格节点及步长

(一)、场域的剖分、网格节点及步长 由边界Γ所界定的二维平行平面场(见图1),若采用直角坐标系则可令该场处在xoy 平面内。 所谓场域的剖分就是场域的离散化,即将场域剖分为若干个网格或单元。最常见最简单的剖分为正方形剖分,这种剖分就是在xy 平面上作许多分别与x 轴及y 轴平行的直线,称为网格线。网格线的交点称为节点或离散点,场域内的节点称为内节点,场域边界上的节点称为边界节点。两相邻网格线间距离称为步长,一般以h 表示。若步长相等则整个场域就被剖分为许多正方形网格,这就是正方形剖分。节点(离散点)的布局不一定采用正方形剖分,矩形剖分也常采用,正三角形剖分偶尔也被应用,不过最常见的最简单的仍然是正方形剖分。 (二)、差分与微分 从前面的分析可知,稳恒电、磁场的求解问题,归根到底是求解满足给定边界条件的偏微分方程(泊松方程或拉普拉斯方程)的解的问题所谓差分方法,就是用差商近似代替偏微商,或者说用差分代替微分,从而把偏微分方程转换为差分方程,后者实际上为代数方程。因此这种转化有利于方程的求解。 下面分别对一阶及二阶的差分公式进行推导。首先回顾有关偏导数的定义,有 00(,)(,)(,)(,) lim lim x x f f x x y f x y f x y f x x y x x x →→?+---==? (1) 因此当|x| 充分小时,可近似地用(,)(,)f x x y f x y x +- 或(,)(,) f x y f x x y x -- 代 替 f x ??,所谓差分公式,即是基于上述观点推得的。 设图1所示场域中的位函数为A ,任取一网格节点0,它在xy 平面上的坐标为(x ,i i y ),记节点0的矢量磁位为,i j A ,并把与节点0相邻的其他四个节点1、2、3、4的矢量磁位分别记为1,i j A +、,1i j A +、1,i j A -、,1i j A -,将节点0处函数A 的 一阶偏微商A x ??,用1、0两点函数值的差商1,,i j i j A A h +-近似代替,则有

测试技术实验指导书及实验报告2006级用汇总

矿压测试技术实验指导书 学号: 班级: 姓名: 安徽理工大学 能源与安全学院采矿工程实验室

实验一常用矿山压力仪器原理及使用方法 第一部分观测岩层移动的部分仪器 ☆深基点钻孔多点位移计 一、结构简介 深基点钻孔多点位移计是监测巷道在掘进和受采动影响的整个服务期间,围岩内部变形随时间变化情况的一种仪器。 深基点钻孔多点位移包括孔内固定装置、孔中连接钢丝绳、孔口测读装置组成。每套位移计内有5~6个测点。其结构及其安装如图1所示。 二、安装方法 1.在巷道两帮及顶板各钻出φ32的钻孔。 2.将带有连接钢丝绳的孔内固定装置,由远及近分别用安装圆管将其推至所要求的深度。(每个钻孔布置5~6个测点,分别为;6m、5m、4m、3m、2m、lm或12m、10m、8m、6m、4m、2m)。 3.将孔口测读装置,用水泥药圈或木条固定在孔口。 4。拉紧每个测点的钢丝绳,将孔口测读装置上的测尺推至l00mm左右的位置后,由螺丝将钢丝绳与测尺固定在一起。 三、测试方法 安装后先读出每个测点的初读数,以后每次读得的数值与初读数之差,即为测点的位移值。当读数将到零刻度时,松开螺丝,使测尺再回到l00mm左右的位置,重新读出初读数。 ☆顶板离层指示仪 一、结构简介: 顶板离层指示仪是监测顶板锚杆范围内及锚固范围外离层值大小的一种监测仪器,在顶板钻孔中布置两个测点,一个在围岩深部稳定处,一个在锚杆端部围岩中。离层值就是围岩中两测点之间以及锚杆端部围岩与巷道顶板表面间的相对位移值。顶板离层指示仪由孔内固定装置、测量钢丝绳及孔口显示装置组成如图1所示。

二、安装方法: 1.在巷道顶板钻出φ32的钻孔,孔深由要求而定。 2.将带有长钢丝绳的孔内固定装置用安装杆推到所要求的位置;抽出安装杆后再将带有短钢丝绳的孔内固定装置推到所要求的位置。 3.将孔口显示装置用木条固定在孔口(在显示装置与钻孔间要留有钢丝绳运动的间隙)。 4.将钢丝绳拉紧后,用螺丝将其分别与孔口显示装置中的圆管相连接,且使其显示读数超过零刻度线。 三、测读方法: 孔口测读装置上所显示的颜色,反映出顶板离层的范围及所处状态,显示数值表示顶板的离层量。☆DY—82型顶板动态仪 一、用途 DY-82型顶板动态仪是一种机械式高灵敏位移计。用于监测顶底板移近量、移近速度,进行采场“初次来压”和“周期来压”的预报,探测超前支撑压力高 峰位置,监测顶板活动及其它相对位移的测量。 二、技术特征 (1)灵敏度(mm) 0.01 (2)精度(%) 粗读±1,微读±2.5 (3)量程(mm) 0~200 (4)使用高度(mm) 1000~3000 三、原理、结构 其结构和安装见图。仪器的核心部件是齿条6、指针8 以及与指针相连的齿轮、微读数刻线盘9、齿条下端带有读 数横刻线的游标和粗读数刻度管11。 当动态仪安装在顶底板之间时,依靠压力弹簧7产生的 弹力而站立。安好后记下读数(初读数)并由手表读出时间。 粗读数由游标10的横刻线在刻度管11上的位置读出,每小 格2毫米,每大格(标有“1”、“22'’等)为10毫米,微读数 由指针8在刻线盘9的位置读出,每小格为0.01毫米(共200 小格,对应2毫米)。粗读数加微读数即为此时刻的读数。当 顶底板移近时,通过压杆3压缩压力弹簧7,推动齿条6下 移,带动齿轮,齿轮带动指针8顺时针方向旋转,顶底板每 移近0.01毫米,指针转过1小格;同时齿条下端游标随齿条 下移,读数增大。后次读数减去前次读数,即为这段时间内的顶底板移近量。除以经过的时间,即得

电磁场微波实验指导书(电子专业)

电磁场、微波测量 实验报告 实验一电磁波参量的测量 一、实验目的 (1)在学习均匀平面电磁波特性的基础上,观察电磁波传播特性如E、H和S 互相垂直。(2)熟悉并利用相干波原理,测定自由空间内电磁波波长λ,并确定电磁波的相位常数β和波速υ。 (3)了解电磁波的其他参量,如波阻抗η等。 二、实验仪器 (1)DH1211型3cm固态源1台 (2)DH926A型电磁波综合测试仪1套 (3)XF-01选频放大器1台 (4)PX-16型频率计 三、实验原理

两束等幅、同频率的均匀平面电磁波,在自由空间内从相同(或相反)方向传播时,由于初始相位不同,它们相互干涉的结果,在传播路径上形成驻波分布。通过测定驻波场节点的分布,求得波长λ的值,由2π βλ = 、f υλ=得到电磁波的主要参数:β、υ。 设0r P 入射波为:0j i i E E e βγ -= 当入射波以入射角θ向介质板斜投射时,在分界面上产生反射波r E 和折射波i E 。设入射波为垂直极化波,用R ⊥表示介质板的反射系数,用0T ⊥和T ε⊥表示由空气进入介质板和由介质板进入空气的折射系数。可动板2r P 和固定板1r P 都是金属板,其电场反射系数为-1,则 3r P 处的相干波分别为: 1 10j r i E R T T E e φε-⊥⊥⊥=- 113 1()r r L L L φββ=+=

2 20j r i E R T T E e φε-⊥⊥⊥=- 22 331 ()()r r r r L L L L L φββ=+=++ 其中,21L L L ?=- 因为1L 是固定值,2L 则随可动板位移L 而变化。当2r P 移动L 值时,使3r P 具有最大输出指示时,则有1r E 和2r E 为同相叠加;当2r P 移动L 值,使3r P 具有零值输出指示时,必有1r E 和2r E 反相。故可采用改变2r P 的位置,使3r P 输出最大或零指示重复出现。 在3r P 处的相干波合成 1 2 1210()i i r r r i E E E R T T E e e φφε--⊥⊥=+=-+ 或写成 12 ( ) 12 2 102cos( )2 j r i E R T T E e φφεφφ+-⊥⊥-=- 式中12L φφφβ=-= 为测准入值,一般采用 3r P 零指示办法 ,即 cos( )0 2φ= 或 (21) 2 2 n φπ =+ n=0.1.2….. n 表示相干波合成驻波场的波 节点(0r E =)处。除n=0以外的n 值,表示相干波合成驻波的半波长数。将n=0时0r E =的驻波节点作为参考位置0l :2π φλλ = 故2(21)n L π πλ += 四、实验内容 (1)了解并熟悉电磁波综合测试仪的工作特点,使用方法,特别要熟悉与掌握利用相干波 原理测试电磁波波长的方法 (2)了解3cm 固态源的使用方法和正确操作。 (3)电磁波E 、H 和S 三者符合右手螺旋规则,向3r P 传播的波应有:E =y y E ,H =-x x H S =E ?H=z y x E H =z 2 y E μ (4)测量值 移动可动板2r P ,测n l 值,根据测得值,计算λ、β、υ的值。 (单位:mm )

工程电磁场实验报告

实验一 实验目的和要求:学习矢量的定义方法(例A=[1,2,3]),加减运算,以及点积dot(A,B)、叉积cros s (A,B)、求模运算n orm(A)。 实验内容: 1、通过调用函数,完成下面计算【p31,习题1.1】。 给定三个矢量A 、B 和C 如下: 23452x y z y z x z A e e e B e e C e e =+-=-+=- 求(1)A e ;(2)||A B -; (3)A B ?; (4)AB θ (5)A 在B 上的投影 (6)A C ?; (7)()A B C ??和()C A B ??; (8)()A B C ??和()A B C ?? 程序如下: A=[1,2,-3]; B=[0,-4,1]; C=[5,0,-2]; ea=A/norm(A) T2=norm(A-B) T3=dot(A,B) theta=acos(dot(A,B)/(norm(A)*norm(B))) theta*180/pi T5=norm(A)*cos(theta) T6=cross(A,C)

T71=dot(A, cross(B,C)) T72=dot(cross(A,B), C) T81=cross(cross(A,B),C) T82=cross(A,cross(B,C)) 运行如图: 结果如下:

2、三角形的三个顶点位于A(6,-1,2), B(-2,3,-4), C(-3, 1,5)点,求(1)该三角形的面积;(2)与该三角形所在平面垂直的单位矢量。 程序如下: A=[6,-1,2]; B=[-2,3,-4]; C=[-3, 1,5]; n=cross(B-A, C-A); S=1/2*norm(n)

混凝土结构实验指导书及实验报告(学生用)

土木工程学院 《混凝土结构设计基本原理》实验指导书 及实验报告 适用专业:土木工程周淼 编 班级::学 号: 理工大学 2018 年9 月

实验一钢筋混凝土梁受弯性能试验 一、实验目的 1.了解适筋梁的受力过程和破坏特征; 2.验证钢筋混凝土受弯构件正截面强度理论和计算公式; 3.掌握钢筋混凝土受弯构件的实验方法及荷载、应变、挠度、裂缝宽度等数据的测试技术 和有关仪器的使用方法; 4.培养学生对钢筋混凝土基本构件的初步实验分析能力。 二、基本原理当梁中纵向受力钢筋的配筋率适中时,梁正截面受弯破坏过程表现为典型的三个阶段:第一阶段——弹性阶段(I阶段):当荷载较小时,混凝土梁如同两种弹性材料组成的组合梁,梁截面的应力呈线性分布,卸载后几乎无残余变形。当梁受拉区混凝土的最大拉应力达到混凝土的抗拉强度,且最大的混凝土拉应变超过混凝土的极限受拉应变时,在纯弯段某一薄弱截面出现首条垂直裂缝。梁开裂标志着第一阶段的结束。此时,梁纯弯段截面承担的弯矩M cr称为开裂弯矩。第二阶段——带裂缝工作阶段(II阶段):梁开裂后,裂缝处混凝土退出工作,钢筋应力急增,且通过粘结力向未开裂的混凝土传递拉应力,使得梁中继续出现拉裂缝。压区混凝土中压应力也由线性分布转化为非线性分布。当受拉钢筋屈服时标志着第二阶段的结束。此时梁纯弯段截面承担的弯矩M y称为屈服弯矩。第三阶段——破坏阶段(III阶段):钢筋屈服后,在很小的荷载增量下,梁会产生很大的变形。裂缝的高度和宽度进一步发展,中和轴不断上移,压区混凝土应力分布曲线渐趋丰满。当受压区混凝土的最大压应变达到混凝土的极限压应变时,压区混凝土压碎,梁正截面受弯破坏。此时,梁承担的弯矩M u 称为极限弯矩。适筋梁的破坏始于纵筋屈服,终于混凝土压碎。整个过程要经历相当大的变形,破坏前有明显的预兆。这种破坏称为适筋破坏,属于延性破坏。 三、试验装置

电磁场实验报告

实验一:静电场的分析与求解 1.求二维标量场u(r)=y^2-x的梯度 [x,y]=meshgrid(-2:.2:2,-2:.2:2); z=y.^2-x; [px,py]=gradient(z,.2,.2); contour(z) hold on quiver(px,py) hold off title('等值线与梯度'); 2.2个等量同号点电荷组成的点电荷系的电势分布图clear v='1./((x-3).^2+y.^2).^0.5+1./((x+3).^2+y.^2).^0.5'; xmax=10; ymax=10; ngrid=30; xplot=linspace(-xmax,xmax,ngrid); [x,y]=meshgrid(xplot); vplot=eval(v); [explot,eyplot]=gradient(-vplot); clf; subplot(1,2,1),meshc(vplot); xlabel('x'); ylabel('y'); zlabel('电位');

subplot(1,2,2),axis([-xmax xmax -ymax ymax]); cs=contour(x,y,vplot); clabel(cs); hold on quiver(x,y,explot,eyplot) xlabel('x'); ylabel('y'); hold off 3.电偶极子的场(等位线和梯度) clear; clf; q=2e-6; k=9e9; a=1.5; b=-1.5; x=-6:0.6:6; y=x; [X,Y]=meshgrid(x,y); rp=sqrt((X-a).^2+(Y-b).^2); rm=sqrt((X+a).^2+(Y+b).^2); V=q*k*(1./rp-1./rm); [Ex,Ey]=gradient(-V); AE=sqrt(Ex.^2+Ey.^2); Ex=Ex./AE; Ey=Ey./AE; cv=linspace(min(min(V)),max(max(V)),49);

土工实验指导书及实验报告

土工实验指导书及实验报告编写毕守一 安徽水利水电职业技术学院 二OO九年五月

目录 实验一试样制备 实验二含水率试验 实验三密度试验 实验四液限和塑限试验 实验五颗粒分析试验 实验六固结试验 实验七直接剪切试验 实验八击实试验 土工试验复习题

实验一试样制备 一、概述 试样的制备是获得正确的试验成果的前提,为保证试验成果的可靠性以及试验数据的可比性,应具备一个统一的试样制备方法和程序。 试样的制备可分为原状土的试样制备和扰动土的试样制备。对于原状土的试样制备主要包括土样的开启、描述、切取等程序;而扰动土的制备程序则主要包括风干、碾散、过筛、分样和贮存等预备程序以及击实等制备程序,这些程序步骤的正确与否,都会直接影响到试验成果的可靠性,因此,试样的制备是土工试验工作的首要质量要素。 二、仪器设备 试样制备所需的主要仪器设备,包括: (1)孔径0.5mm、2mm和5mm的细筛; (2)孔径0.075mm的洗筛; (3)称量10kg、最小分度值5g的台秤; (4)称量5000g、最小分度值1g和称量200g、最小分度值0.01g的天平;

(5)不锈钢环刀(内径61.8mm、高20mm;内径79.8mm、高20mm或内径61.8mm、高40mm); (6)击样器:包括活塞、导筒和环刀; (7)其他:切土刀、钢丝锯、碎土工具、烘箱、保湿器、喷水设备、凡士林等。 三、试样制备 (一)原状土试样的制备步骤 1、将土样筒按标明的上下方向放置,剥去蜡封和胶带,开启土样筒取土样。 2、检查土样结构,若土样已扰动,则不应作为制备力学性质试验的试样。 3、根据试验要求确定环刀尺寸,并在环刀内壁涂一薄层凡士林,然后刃口向下放在土样上,将环刀垂直下压,同时用切土刀沿环刀外侧切削土样,边压边削直至土样高出环刀,制样时不得扰动土样。 4、采用钢丝锯或切土刀平整环刀两端土样,然后擦净环刀外壁,称环刀和土的总质量。 5、切削试样时,应对土样的层次、气味、颜色、夹杂物、裂缝和均匀性进行描述。 6、从切削的余土中取代表性试样,供测定含水率以及颗粒分析、界限含水率等试验之用。

国中学生物理竞赛实验指导书思考题参考答案-电磁学

实验十一 学习使用数字万用表 【思考题参考答案】 1.调节电阻箱的电阻为500Ω和5Ω时,电阻的误差是多大? 答:以0.1级为例,以每个接点的接触电阻按0.002Ω为例。 对于500Ω电阻从0和9999Ω接线柱输出,误差为 Ω=?+?=?512.0002.06%1.0500R 对于5Ω电阻从0和9.9Ω接线柱输出,误差为 Ω=?+?=?009.0002.02%1.05R 2.电源电压为110V 。是否可以只用一个电阻箱控制,得到0.5A 的电流? 答:若只用一个电阻箱控制,所需电阻为Ω2205.0110==R 。这需要电阻箱的100?R 档,此档允许电流为0.05A ,实际电流大于额定电流,不能使用。 3.对于一块四位半的数字万用电表的直流电压200mV 量程,可能出现的最大数字是多少?最小分辨率是多少? 答:最大数字为199.99mV 。最小分辨率为0.01mV 。 4.使用数字万用电表的直流电压2V 量程测量直流电压,测量值为1.5V ,测量误差为多少?如果测量值为0.15V ,测量误差为多少?如果换用200mV 量程测量直流电压0.15V ,误差为多少? 答:我们以0.5级的三位半表为例,()一个字+±=?x U U %5.0。 2V 量程测量直流电压1.5V 时 ()mV mV V U 5.815.1%5.0±=+?±=? 2V 量程测量直流电压0.15V 时()mV mV V U 8.1115.0%5.0±≈+?±=? 200mV 量程测量直流电压0.15V 时()mV mV mV U 9.01.0150%5.0±≈+?±=? 可见,测量小电压尽量选用低量程档。 5.为什么不宜用数字万用电表的电阻档测量表头内阻? 答:数字万用电表电阻档内置9V 电池,而微安表头内阻在2000Ω左右。这样测通过表头的电流估计为mA A 5.40045.020009==,这个电流远大于微安表头的满量程电流。 6.为什么不能用数字万用电表的电阻档测量电源内阻? 答:电阻档的使用条件是被测电阻中无电流通过,或者被测电阻两端无电压。对电源内阻来说,一旦用电阻档测量,电源就为内阻提供了电流,这样容易烧毁电表。 实验十二 制流和分压电路 【思考题参考答案】

《电磁场实验指导书》word版

电磁场实验指导书 北京信息科技大学

目录 实验一球形载流线圈的场分布与自感 (1) 实验二磁悬浮 (7) 实验三静电除尘 (10)

前 言 结合电磁场课程教学的电磁场实验课是完善教学效果,增进学生对电磁场现象和过程的感性认识,拓展有关电磁场工程应用知识面的重要环节。随着教学改革不断深化的进程, 电磁场教学实验在承接大学物理电磁学实验基础上的改进与提高势在必行。根据高等学校电磁场课程教学的基本要求,以电磁场系列实验课开设的需求为依据,我电磁场课程组设计、编写了电磁场实验教学的新内容,并在浙江大学求是公司的共同规划下,由该公司制作完成了第一阶段的三个实验的基本装置和设备,以应当前我国电磁场实验教学的实际需要。 实验一:球形载流线圈的场分布与自感 一、实验目的 1. 研究球形载流线圈(磁通球)的典型磁场分布及其自感参数; 2. 掌握工程上测量磁场的两种基本方法──感应电势法和霍耳效应法; 3. 在理论分析与实验研究相结合的基础上,力求深化对磁场边值问题、自感参数和磁场测 量方法等知识点的理解,熟悉霍耳效应高斯计的应用。 二、实验原理 (1)球形载流线圈(磁通球)的磁场分析 如图11所示,当在z 向具有均匀的匝数密度分布的球形线圈中通以正弦电流i 时,可等效看作为流经球表面层的面电流密度K 的分布。显然,其等效原则在于载流安匝不变,即如设沿球表面的线匝密度分布为W ′,则在与元长度d z 对应的球面弧元d R 上,应有 图1-1球形载流线圈(磁通球) i 图1-2 呈轴对称性的计算场域

()d d N W R θi=z i 2R ??' ??? 因在球面上,θcos R z =,所以 ()d d cos sin d z R R θθθ== 代入上式,可知对应于球面上线匝密度分布W ′,应有 2sin d sin d 2N R R N W R R θθθθ?'== 即沿球表面,该载流线圈的线匝密度分布W ′正比于θsin ,呈正弦分布。因此,本实验模拟的在球表面上等效的面电流密度K 的分布为 sin N i 2R K e φθ=?? 由上式可见,面电流密度K 周向分布,且其值正比于θsin 。 因为,在由球面上面电流密度K 所界定的球内外轴对称场域中,没有自由电流的分布, 所 以, 可采用标量磁位m 为待求场量,列出待求的边值问题如下: 上式中泛定方程为拉普拉斯方程,定解条件由球表面处的辅助边界条件、标量磁位的参考点,以及离该磁通球无限远处磁场衰减为零的物理条件所组成。 通过求解球坐标系下这一边值问题,可得标量磁位 m1和m2 的解答,然后,最终得磁通球内外磁场强度为 (1-1) 和 ()()32m22cos sin 6r Ni R - r>R R r θ?θθ??=?=+ ??? H e e (1-2)()()()()()()2m12m2t1t212n n1n20102m102m2,0,0sin 200r r r r r r r R r r R N H H H H K i r R R B B H H r R θθ?θ?θθμμ??=→∞→∞???=???????-=-===?????=→==???=??=-?=?? H 泛定方程: BC:()()1m1cos sin 3r Ni - - r

电磁场及电磁波实验报告

电磁场与电磁波 实验报告 实验名称:有限差分法解电场边值问题 实验日期:2012年12月8日 姓名:赵文强 学号:100240333 XX工业大学(威海)

问题陈述 如下图无限长的矩形金属导体槽上有一盖板,盖板与金属槽绝缘,盖板电位为U0,金属槽接地,横截面如图所示,试计算此导体槽内的电位分布。 参数说明:a=b=10m, U=100v 实验要求 1)使用分离变量法求解解析解; 2)使用简单迭代发求解,设-10 =100.1,1 x y ε?=?= ,两种情况分别求解数值解; 3)使用超松弛迭代法求解,设-10 =100.1 x y ε?=?= ,确定?(松弛因子)。 求解过程 一、分离变量法求解 因为矩形导体槽在z方向为无限长,所以槽内电位函数满足直 角坐标系中的二维拉普拉斯方程。 22 22 (0,)0,(,)0(0) (,0)0,(,)(0) x y y a y y b x x b U x a ?? ?? ?? ?? += ?? ==≤≤ ==≤≤

根据边界条件可以确定解的形式: 1ππ(,)sin()sinh()n n n x n y x y A a a ?∞ ='=∑ 利用边界条件0(,)x b U ?=求解系数。 01 ππsin( )sinh()n n n x n b A U a a ∞ ='=∑ 01 πsin( )n n n x U f a ∞ ==∑ 0 0041,3,5,2πsin()d π 2,4,6,a n U n n x f U x n a a n ?=? ==??=? ? 011 πππsin()sinh()sin()n n n n n x n b n x A U f a a a ∞ ∞ =='==∑∑ 041,3,5,πsinh(π/) 'πsinh()02,4,6,n n U n f n n b a A n b n a ? =? ==??= ? 01,3,5, 4ππ(,)sin()sinh()πsinh(π/)n U n x n y x y n n b a a a ?∞ == ∑ 简单迭代法求解 二、 有限差分法 有限差分法(Finite Differential Method )是基于差分原理的一种数值计算法。其基本思想:将场域离散为许多小网格,应用差分原理,将求解连续函数?的泊松方程的问题转换为求解网格节点上?的差分方程组的问题。 泊松方程的五点差分格式 )(4 1 4243210204321Fh Fh -+++=?=-+++?????????? 当场域中,0=ρ得到拉普拉斯方程的五点差分格式

CAD上机实验指导书及实验报告

北京邮电大学世纪学院 实验、实习、课程设计报告撰写格式与要求 (试行) 一、实验报告格式要求 1、有实验教学手册,按手册要求填写,若无则采用统一实验报告封面。 2、报告一律用钢笔书写或打印,打印要求用A4纸;页边距要求如下:页边距上下各为2.5厘米,左右边距各为2.5厘米;行间距取固定值(设置值为20磅);字符间距为默认值(缩放100%,间距:标准)。 3、统一采用国家标准所规定的单位与符号,要求文字书写工整,不得潦草;作图规范,不得随手勾画。 4、实验报告中的实验原始记录,须经实验指导教师签字或登记。 二、实习报告、课程设计报告格式要求 1、采用统一的封面。 2、根据教学大纲的要求手写或打印,手写一律用钢笔书写,统一采用国家标准所规定的单位与符号,要求文字书写工整,不得潦草;作图规范,不得随手勾画。打印要求用A4纸;页边距要求如下:页边距上下各为2.5厘米,左右边距各为2.5厘米;行间距取固定值(设置值为20磅);字符间距为默认值(缩放100%,间距:标准)。 三、报告内容要求 1、实验报告内容包括:实验目的、实验原理、实验仪器设备、实验操作过程、原始数据、实验结果分析、实验心得等方面内容。 2、实习报告内容包括:实习题目、实习任务与要求、实习具体实施情况(附上图表、原始数据等)、实习个人总结等内容。 3、课程设计报告或说明书内容包括:课程设计任务与要求、总体方案、方案设计与分析、所需仪器设备与元器件、设计实现与调试、收获体会、参考资料等方面内容。 北京邮电大学世纪学院 教务处 2009-8

实验报告 课程名称计算机绘图(CAD) 实验项目AutoCAD二维绘图实验 专业班级 姓名学号 指导教师实验成绩 2016年11月日

电磁场与电磁波实验指导书要点

电磁场电磁波实验 实验一电磁感应定律的验证 一、实验目的 1、通过电磁感应装置的设计,了解麦克斯韦电磁感应定律的内容 2、了解半波天线感应器的原理及设计方法 3、天线长短与电磁波波长的接收匹配关系 二、预习要求 1、麦克斯韦电磁理论的内容 2、什么是电偶极子? 3、了解线天线基本结构及其特性 三、实验仪器 HD-CB-IV电磁场电磁波数字智能实训平台:1套 电磁波传输电缆:1套 平板极化天线:1副 半波振子天线:1副 感应灯泡:1个 四、实验原理 麦克斯韦电磁理论经验定律包括:静电学的库仑定律,涉及磁性的定律,关于电流的磁性的安培定律,法拉第电磁感应定律。麦克斯韦把这四个定律予以综合,导出麦克斯韦方程,该方程组系统而完整地概括了电磁场的基本规律,并预言了电磁波的存在。麦克斯韦提出的涡旋电场和位移电流假说的核心思想是:变化的磁场可以激发涡旋电场,变化的电场可以激发涡旋磁场;电场和磁场不是彼此孤立的,它们相互联系、相互激发组成一个统一的电磁场。下面我们通过制作感应天线体,来验证电磁场的存在。 如图示:电偶极子是一种基本的辐射单元,它是一段长度远小于波长的直线电流元,线上的电流均匀同相,一个作时谐振荡的电流元可以辐射电磁波,故又称为元天线,元天线是最基本的天线。电磁感应装置的接收天线可采用多种天线形式,相对而言性能优良,但又容易制作,成本低廉的有半波天线、环形天线、螺旋天线等。

本实验重点介绍其中的一种半波天线。 半波天线又称半波振子,是对称天线的一种最简单的模式。对称天线(或称对称振子)可以看成是由一段末端开路的双线传输线形成的。这种天线是最通用的天线型式之一,又称为偶极子天线。而半波天线是对称天线中应用最为广泛的一种天线,它具有结构简单和馈电方便等优点。 半波振子因其一臂长度为λ /4 ,全长为半波长而得名。其辐射场可由两根单线驻波天线的辐射场相加得到,于是可得半波振子(L= λ /4 )的远区场强有以下关系式: │ E │ =[60 Im cos( π cos θ /2)]/R 。sin θ=[60 Im/R 。] │ f( θ ) │ 式中,f( θ ) 为方向函数。对称振子归一化方向函数为│ F( θ ) │ = │ f( θ ) │ / fmax=|cos( π cos θ /2)/sin θ | 其中fmax 是f( θ ) 的最大值。由上式可画出半波振子的方向图如下: 半波振子方向函数与ψ无关,故在H 面上的方向图是以振子为中心的一个圆,即为全方性的方向图。在E 面的方向图为8 字形,最大辐射方向为θ = π /2 ,且只要一臂长度不超过0.625 λ,辐射的最大值始终在θ = π /2 方向上;若继续增大L ,辐射的最大方向将偏离θ = π /2 方向。 五、实验步骤 (一)测量电磁波发射频率 1、用N型电缆直接将“输出口1”连接至“功率频率检测口”。 2、在液晶界面上同时显示出发射功率及频率。 3、已知电磁波发射源的频率F,求得波长:λ=F V光,比如,电磁波发射源频率为900MHz,

电磁场实验指导书解读

电磁场与电磁波实验指导书 山东建筑大学信息与电气工程学院

前言 一、实验目的 《电磁场与电磁波》是一门理论性较强、概念抽象的重要的专业基础课程,也是一些交叉学科的生长点和新兴边缘学科发展的基础,通过本实验课程使学生们加深对“电磁场与电磁波”课程中基本理论和基本方法的理解,提高实验技能和基本操作技能。培养学生严谨的科学作风和科学方法、增强学生的创造能力。 二、实验前预习 每次实验前,学生须仔细阅读本实验指导书的相关内容,明确实验目的、要求;明确实验步骤、测试数据及需观察的现象;复习与实验内容有关的理论知识;预习仪器设备的使用方法、操作规程及注意事项;做好预习要求中提出的其它事项。 三、实验注意事项 1.实验开始前,应先检查本组的仪器设备是否齐全完备,了解设备使用方法及仪器的连接要求。 2.实验时每组同学应分工协作,轮流记录、操作等,使每个同学受到全面训练。 3.操作前应将仪器设备合理布置,然后按要求连接。 4.完成实验系统连接后,必须进行复查,逐项检查各设备、器件的位置、角度等是否正确。确定无误后,方可通电进行实验。 5.实验中严格遵循操作规程,绝对不允许带电操作。如发现异常声、味或其它事故情况,应立即切断电源,报告指导教师检查处理。 6.测量数据或观察现象要认真细致,实事求是。使用仪器仪表要符合操作规程,注意仪表的正确读数。 7.未经许可,不得动用其它组的仪器设备或工具等物。 8.实验结束后,实验记录交指导教师查看并认为无误后,方可拆除实验系统。最后,应清理实验桌面,清点仪器设备。

9.爱护公物,发生仪器设备等损坏事故时,应及时报告指导教师,按有关实验管理规定处理。 10.自觉遵守学校和实验室管理的其它有关规定。 四、实验总结 每次实验后,应对实验进行总结,即实验数据进行整理,绘制波形和图表,分析实验现象,撰写实验报告。实验报告除写明实验名称、日期、实验者姓名、同组实验者姓名外,还包括: 1.实验目的; 2.实验仪器设备(名称、型号); 3.实验原理; 4.实验主要步骤及相应的连接图; 5.实验记录(测试数据、波形、现象); 6.实验数据整理(按每项实验的"实验报告要求"进行计算、分析等); 7.回答每项实验的有关问答题。

《流体力学》课程实验(上机)指导书及实验报告格式

《流体力学》课程实验指导书袁守利编 汽车工程学院 2005年9月

前言 1.实验总体目标、任务与要求 1)学生在学习了《流体力学》基本理论的基础上,通过伯努利方程实验、动量方程实 验,实现对基本理论的验证。 2)通过实验,使学生对水柱(水银柱)、U型压差计、毕托管、孔板流量计、文丘里流量计等流体力学常用的测压、测流量装置的结构、原理和使用有基本认识。 2.适用专业 热能与动力工程 3.先修课程 《流体力学》相关章节。 4.实验项目与学时分配 5. 实验改革与特色 根据实验内容和现有实验条件,在实验过程中,采取学生自己动手和教师演示相结合的方法,力求达到较好的实验效果。

实验一伯努利方程实验 1.观察流体流经实验管段时的能量转化关系,了解特定截面上的总水头、测压管水头、压强水头、速度水头和位置水头间的关系,从而加深对伯努利方程的理解和认识。 2.掌握各种水头的测试方法和压强的测试方法。 3.掌握流量、流速的测量方法,了解毕托管测速的原理。 二、实验条件 伯努利方程实验仪 三、实验原理 1.实验装置: 图一伯努利方程实验台 1.水箱及潜水泵 2.上水管 3.电源 4.溢流管 5.整流栅 6.溢流板 7.定压水箱 8.实验 细管9. 实验粗管10.测压管11.调节阀12.接水箱13.量杯14回水管15.实验桌 2.工作原理 定压水箱7靠溢流来维持其恒定的水位,在水箱下部装接水平放置的实验细管8,水经实验细管以恒定流流出,并通过调节阀11调节其出水流量。通过布置在实验管四个截面上的四组测压孔及测压管,可以测量到相应截面上的各种水头的大小,从而可以分析管路中恒定流动的各种能量形式、大小及相互转化关系。各个测量截面上的一组测压管都相当于一组毕托管,所以也可以用来测管中某点的流速。 电测流量装置由回水箱、计量水箱和电测流量装置(由浮子、光栅计量尺和光电子

国中学生物理竞赛实验指导书思考题参考答案电磁学

国中学生物理竞赛实验指导书思考题参考答案电磁学

实验十一 学习使用数字万用表 【思考题参考答案】 1.调节电阻箱的电阻为500和5时,电阻的误差是多大? 答:以0.1级为例,以每个接点的接触电阻按0.002为例。 对于500 电阻从0和9999接线柱输出,误差为 Ω=?+?=?512.0002.06%1.0500R 对于5电阻从0和9.9接线柱输出,误差为 Ω=?+?=?009.0002.02%1.05R 2.电源电压为110V 。是否能够只用一个电阻箱控制,得到0.5A 的电流? 答:若只用一个电阻箱控制,所需电阻为Ω2205.0110==R 。这需要电阻箱的100?R 档,此档允许电流为0.05A ,实际电流大于额定电流,不能使用。 3.对于一块四位半的数字万用电表的直流电压200mV 量程,可能出现的最大数字是多少?最小分辨率是多少? 答:最大数字为199.99mV 。最小分辨率为0.01mV 。 4.使用数字万用电表的直流电压2V 量程测量直流电压,测量值为 1.5V ,测量误差为多少?如果测量值为0.15V ,测量误差为多少?如果换用200mV 量程测量直流电压0.15V ,误差为多少? 答:我们以0.5级的三位半表为例,()一个字+±=?x U U %5.0。 2V 量程测量直流电压1.5V 时 ()mV mV V U 5.815.1%5.0±=+?±=? 2V 量程测量直流电压0.15V 时()mV mV V U 8.1115.0%5.0±≈+?±=? 200mV 量程测量直流电压0.15V 时

()mV mV mV U 9.01.0150%5.0±≈+?±=? 可见,测量小电压尽量选用低量程档。 5.为什么不宜用数字万用电表的电阻档测量表头内阻? 答:数字万用电表电阻档内置9V 电池,而微安表头内阻在 左右。这样测经过表头的电流估计为mA A 5.40045.020009==,这个电流远大于微安表头的满量程电流。 6.为什么不能用数字万用电表的电阻档测量电源内阻? 答:电阻档的使用条件是被测电阻中无电流经过,或者被测电阻两端无电压。对电源内阻来说,一旦用电阻档测量,电源就为内阻提供了电流,这样容易烧毁电表。 实验十二 制流和分压电路 【思考题参考答案】 1.在连接分压电路时,有人将电源的 正、负极经过开关分别连到变阻器的一个 固定端和滑动端。这种连接方法对么?会 有什么问题? 答:电路如图,这种连接方法不对。这种电路负载电阻被短路不会分压。 2.有一分压电路如图(实验的那个电路),负载电阻Ω=k R L 1.5,电压表内阻为Ω=k R V 10,变阻器电阻为0R 。 (1)若希望分压均匀,应选择哪种规格的变阻器? (a )A 1,5Ω;(b )A 5.0,100Ω(c )A 2.0,1000Ω E K A B C R

南理工电磁场与电磁波实验大纲及指导说明书要点

“电磁场与电磁波” 课内实验大纲及实验指导书 实验一电磁波参量的测定 实验二电磁波的极化 唐万春,车文荃编制 陈如山审定

南京理工大学通信工程系 2006年12月 实验一电磁波参量的测定实验 1.实验目的 a)观察电磁波的传播特性。 b)通过测定自由空间中电磁波的波长 ,来确定电磁波传播的相 位常数k和传播速度v。 c)了解用相干波的原理测量波长的方法。 2.实验内容 a)了解并熟悉电磁波综合测试仪的工作特点、线路结构、使用方 法。 b)测量信号源的工作波长(或频率)。 3.实验原理与说明 a)所使用的实验仪器 分度转台

晶体检波器 可变衰减器 喇叭天线 反射板 固态信号源 微安表 实验仪器布置图如下:

波器 用线图1 实验仪器布置图 固态信号源所产生的信号经可变衰减器至矩形喇叭天线,在接收端用矩形喇叭天线接收信号,接收到的信号经晶体检波器后通过微安表指示。 b) 原理 本实验利用相干波原理,通过测得的电磁波的波长λ, 再由关系式 2,k v f k π ω λλ = == (1) 得到电磁波的主要参量k ,v 等。 实验示意图如图2所示。图中0r P 、1r P 、2r P 和3r P 分别表示辐射喇叭、固定反射板、可动反射板和接收喇叭,图中介质板是一23030()mm ?的玻璃板,它对电磁波进行反射、折射后,可实现相干波测试。

-L 0 L 1 L 2-L 3 O 图2 实验示意图 当入射波以入射角1θ向介质板斜投射时,在分界面上产生反射波E -和折射波E '。设入射波为垂直极化波,用R 表示介质板的反射系数,用 T 分别表示由空气进入介质板再进入空气后的折射系数, R 与T 为复 数。另外固定的和可动的金属反射板的反射系数均为-1。 假设发射的平面波为: 0jkl E E e +-= (2) 分析时l 为在喇叭天线Pr0发射的波的传播方向上与相位参考零点所在的面之间的距离(有正、负值之分),相位参考零点不妨选介质板的中心点。忽略介质板与金属板之间的多次作用效应,则在反射板1与反射板2处的入射场E +与反射场E -可表示为:

工程电磁场实验报告

工程电磁场实验报告 姓名: 学号: 联系式: 指导老师:

实验一螺线管电磁阀静磁场分析 一、实验目的 以螺线管电磁阀静磁场分析为例,练习在 MAXWELL 2D 环境下建立磁场模型,并求解分析磁场分布以及磁场力等数据。 二、主要步骤 a) 建立项目:其中包括生成项目录,生成螺线管项目,打开新项目 与运行MAXWELL 2D。 b) 生成螺线管模型:使用MAXWELL 2D 求解电磁场问题首先应该选择求解 器类型,静磁场的求解选择Magnetostatic,然后在打开的新项目中定义画图平面,建立要求尺寸的螺线管几模型,螺线管的组成包括 Core 、Bonnet 、Coil 、Plugnut、Yoke。 c) 指定材料属性:访问材料管理器,指定各个螺线管元件的材料,其中部分 元件的材料需要自己生成,根据给定的BH 曲线进行定义。 图1 元件材料 图2 B-H曲线 d) 建立边界条件和激励源:给背景指定为气球边界条件,给线圈Coil 施加电 流源。 e) 设定求解参数:本实验中除了计算磁场,还需要确定作用在螺线管铁心上 的作用力,在求解参数中要注意进行设定。

f) 设定求解选项:建立几模型并设定其材料后,进一步设定求解项,在对话 框Setup Solution Options 进入求解选项设定对话框,进行设置。 三、实验要求 建立螺线管电磁阀模型后,对其静磁场进行求解分析,观察收敛情况,画各种收敛数据关系曲线,观察统计信息;分析 Core 受的磁场力,画磁通量等势线,分析P lugnut 的材料磁饱和度,画出其B H 曲线。通过工程实例的运行,掌握软件的基本使用法。 四、实验结果 1.螺线管模型 图3 2.自适应求解 图4 收敛数据

电磁场实验指导书及实验报告

CENTRAL SOUTH UNIVERSITY 题目利用Matlab模拟点电荷电场的分布姓名xxxx 学号xxxxxxxxxx 班级电气xxxx班 任课老师xxxx 实验日期2010-10

电磁场理论 实验一 ——利用Matlab 模拟点电荷电场的分布 一.实验目的: 1.熟悉单个点电荷及一对点电荷的电场分布情况; 2.学会使用Matlab 进行数值计算,并绘出相应的图形; 二.实验原理: 根据库伦定律:在真空中,两个静止点电荷之间的作用力与这两个电荷的电量乘积成正比,与它们之间距离的平方成反比,作用力的方向在两个电荷的连线上,两电荷同号为斥力,异号为吸力,它们之间的力F 满足: R R Q Q k F ? 212 = (式1) 由电场强度E 的定义可知: R R kQ E ? 2 = (式2) 对于点电荷,根据场论基础中的定义,有势场E 的势函数为 R kQ U = (式3) 而 U E -?= (式4) 在Matlab 中,由以上公式算出各点的电势U ,电场强度E 后,可以用Matlab 自带的库函数绘出相应电荷的电场分布情况。 三.实验内容: 1. 单个点电荷 点电荷的平面电力线和等势线 真空中点电荷的场强大小是E=kq /r^2 ,其中k 为静电力恒量, q 为电量, r 为点电荷到场点P(x,y)的距离。电场呈球对称分布, 取电量q> 0, 电力线是以电荷为起点的射线簇。以无穷远处为零势点, 点电荷的电势为U=kq /r,当U 取

常数时, 此式就是等势面方程.等势面是以电荷为中心以r 为半径的球面。 平面电力线的画法 在平面上, 电力线是等角分布的射线簇, 用MATLAB 画射线簇很简单。取射线的半径为( 都取国际制单位) r0=, 不同的角度用向量表示( 单位为弧度) th=linspace(0,2*pi,13)。射线簇的终点的直角坐标为: [x,y]=pol2cart(th,r0)。插入x 的起始坐标x=[x; *x].同样插入y 的起始坐标, y=[y; *y], x 和y 都是二维数组, 每一列是一条射线的起始和终止坐标。用二维画线命令plot(x,y)就画出所有电力线。 平面等势线的画法 在过电荷的截面上, 等势线就是以电荷为中心的圆簇, 用MATLAB 画等势 线更加简单。静电力常量为k=9e9, 电量可取为q=1e- 9; 最大的等势线的半径应该比射线的半径小一点 r0=。其电势为u0=k8q /r0。如果从外到里取7 条等势线, 最里面的等势线的电势是最外面的3 倍, 那么各条线的电势用向量表示为: u=linspace(1,3,7)*u0。从- r0 到r0 取偶数个点, 例如100 个点, 使最中心点的坐标绕过0, 各点的坐标可用向量表示: x=linspace(- r0,r0,100), 在直角坐标系中可形成网格坐标: [X,Y]=meshgrid(x)。各点到原点的距离为: r=sqrt(X.^2+Y.^2), 在乘方时, 乘方号前面要加点, 表示对变量中的元素进行乘方计算。各点的电势为U=k8q. /r, 在进行除法运算时, 除号前面也要加点, 同样表示对变量中的元素进行除法运算。用等高线命令即可画出等势线 contour(X,Y,U,u), 在画等势线后一般会把电力线擦除, 在画等势线之前插入如下命令hold on 就行了。平面电力线和等势线如图1, 其中插入了标题等等。越靠近点电荷的中心, 电势越高, 电场强度越大, 电力线和等势线也越密。

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