电场线的应用

电磁学的高斯定理、环路定理是静电场的基础,电场线又与高斯定理、环路定理等价:静电场里许多不易定量计算或不用定量计算的问题都可以借助电场线的概念来解决．下面探讨电场线的应用．1电场线的概念     

静电场的复势函数与模拟法描绘电场线的原理

静电场的复势函数与模拟法描绘电场线的原理上海交通大学乔卫平，陈新雷静电场描绘是理工科院校普遍开设的物理实验题目，通常用恒定电流场来模拟静电场的电势分布，再由描绘出的等势线族根据它们和电场线（电力线）正交的特点徒手画出相应的电场线分布来”‘二这样画出的...     

静电场的复势函数与模拟法描绘电场线的原理

静电场描绘是理工科院校普遍开设的物理实验题目，通常用恒定电流场来模拟静电场的电势分布，再由描绘出的等势线族根据它们和电场线(电力线)正交的特点徒手画出相应的电场线分布来。这样画出的电场线误差较大，很难给出电场线及电极表面电荷密度分布的准确物理图象．为解决这一同题，     

等量电荷的电场线

电场线是形象图１描述电场分布的曲线,在静电场中,电场线每一点的切线方向都与该点的场强方向一致．在多数教材中都介绍了带等量正点电荷的电场线图．如图１所示,笔者认为这样形式的电场线图,从静电场理论和电场线描述电场规↓··图２ＰＰｑ１２ｑ１２２１ＥＥ...     

关于“静电场描绘”实验的改革

在《中专物理实验》教材中,“静电场的描绘”实验,是以恒定电流在导电纸上流动模拟静电场,学生比较难以理解,另外,该实验得到的电场线,也是在实验中得出等势线后,再依“电场线与等势面垂直”画出来的,这就先要学生接受“电场线与等势面垂直”这个结论,并不能在实验中使这个结论     

改进《静电场的描绘》实验

《静电场的描绘》实验是通过让恒定的电流通过导电纸，模拟静电场测出导电纸上的等势线，用等势线与电场线的关系，画出电场线．学生通过对等势线的描绘，加深对静电场特性的理解．该实验，以前我校选用的仪器操作繁琐、误差大，实验现象不明显．经过几年的摸索，基本解决...     

分区均匀介质静电场的求解

1分区均匀介质静电场求解方法的回顾分区均匀介质静电场的求解是电磁学课程中比较有难度和有特色的内容.有两种情形的分区均匀介质静电场问题可以解析求解:一种是介质-介质界面与撤去电介质时的电场线平行;另一种是介质-介质界面与撤去电介质时的电场线垂直.它是唯一性定理应用的一个生动的实例,并且涉及到静     

静电场的描绘等势线测试的新方法

“静电场的描绘”实验中,通常采用方法是用一对电极产生的恒定电流模拟一对等量异种电荷产生的静电场．传统测试方法如图１,是用电压表直接测出电场中的几条等势线,根据等势线和电场线垂直的关系画出电场线．但是,这种方法,无论测量如何准确,其所测出的等势线总是发...     

静电场的图像问题

在高中物理静电场中,我们都已经注重带电粒子在电场中的运动,我们还应重视描述电场本质的图像。描述电场的图像有以下两种情况,一种是直接在坐标系中用电场线或等势线描述电场,另一种是描述电场的物理量随距离或其他量的变化关系图像,如E-x图像,φ-x图像,E_p-x图像。一、在坐标系中用电场线或者等势线来描述电场例1、静电透镜是利用静电场使电子束会聚或发散的一种装置,其中某部分静电场的分布如右图所示。     

基于MATLAB的点电荷系电场分布的用户图形界面设计

电场强度与电势是描述静电场性质的重要物理量,利用电场线与等势面可以形象地描述静电场的分布,对其进行数值计算和模拟显示,可以使教学内容更加直观,提高教学效率.本文利用MATLAB编程和MATLAB的GUIDE开发了点电荷系所形成的电场场强分布及电势分布的用户图形界面(GUI),实现了二维平面内任意点电荷系电场的电场线和等势面分布的可视化,并可以方便地调整电荷数目、电量及位置并实时显示,在教学中能起到很好的演示作用.     

保角变换法计算均匀带电圆柱与接地导体平面间的电场

根据保角变换法,通过对均匀带电圆柱与接地导体平面间的静电场进行的研究,得到了电势与电场强度的表达式,并导出了等势线和电场线函数.     

角度测量装置在模拟法描绘静电场中的应用

针对现有仪器不能直接对静电场进行定量测量的弊端,利用角度测量装置的测量功能实现对静电场分布的直接定量测量。首先,利用单臂测试探针找到等势点后,利用角度测量装置测量出等势点的极坐标(极径和极角);找到几个不同电势的若干等势点后,利用计算机绘制静电场的等势面和电场线。这样做不仅能直接对静电场的分布进行定量测量,极大地提高实验效率和实验精度,而且将计算机技术引入普通物理实验,促进了物理实验的信息化及多学科知识的融合。     

平行导体板与带电直导线电场的保角变换分析

平行导体板间点电荷的静电场问题,由于其物理图像清晰,已经得到解决．平行导体平板问线电荷的静电场,可用分离变量法求解其问的电场,但比较繁琐、不直观．本文采用保角变换法分析了平行导体板和线电荷形成的静电场问题,采用指数变换与镜像法联合使用的方法,求解其间的电场分布．通过电势表达式,得到电场的解析形式,并结合Maflab画出电场线图形,最后将结果引申到平行导体板带电情况下的电势分布．     

用计算机模拟点电荷在二维平面上的静电场

二维平面上的点电荷的静电场是静电场问题的基础，作者独立开发了软件用以模拟，此程序由用户决定点电荷的所有参数，快速地生成视阈内的等势线与电场线，使用户方便的获得电场直观印象，并可以得到任意点的电势与场强，该程序操作简单，对于学生、教师的学与教都能起到很好的辅助作用。     

基于保角映射的格林函数法及其应用

将格林函数法与保角映射相结合,求解复杂形状边界的二维静电场边值问题,得出电场分布规律,并通过MATLAB数据处理软件的数值计算功能进行数值模拟,绘制出其电场线与等势线(面)分布图,验证了所得结论的正确性.此方法拓展了格林函数法的应用范围,为求解边界形状复杂的二维静电场的边值问题提供了一种新的思路和途径.     

MATLAB对静电场等势线的最小二乘描绘

用模拟法测绘静电场时,等势线是确定电场线的实验依据。利用MATLAB提供的工具,对测得的等势点进行曲线的最小二乘优化拟合并图形化,改善了传统手绘方法的人为不稳定因素,提高了实验的准确性。     

《电磁学》中静电类问题的可视化仿真实验设计

《电磁学》中基本概念、基本规律理论性强、场图复杂.针对离散点电荷系在空间产生的场分布、静电场中导体的静电感应现象、静电场中电介质的极化现象等典型静电类电磁问题,利用Matlab中的偏微分方程工具箱(PDEtool)、数学物理方程进行可视化仿真实验设计.仿真结果中电场线、等势线的分布很好地体现出典型电磁现象及相关物理性质,有助于信息技术条件下的教学方法改革.     

静电场描绘实验仿真研究

虚拟仿真已成为大学物理实验教学中的重要技术手段，为加强静电场理论实验效果的认知，基于MATLAB App Designer开发了静电场描绘实验仿真软件，通过有限差分法得到数值解，利用MATLAB编写用户界面，实现了“同轴电缆”“平行直线电极”“聚焦电极”“劈尖电极”和“平行板电极”共5个电场测量的描绘，具有调节输入电压、测量等势点、描绘等势线与电场线等多项功能，并可将实验测量结果、解析公式与仿真结果进行对比.静电场描绘实验仿真软件的开发，有助于形象地认识静电场和建立完整的电场分析思维体系。     

基于保角映射的镜像法的应用

将镜像法与保角变换法相结合,求解复杂形状边界的二维边值问题,得出电场分布规律,并通过Matlab数据处理软件的数值计算功能进行数值模拟,绘制出其电场线与等势线(面)分布图,验证了所得结论的正确性.此方法拓展了镜像法的应用范围,为求解边界形状复杂的二维静电场的边值问题提供了一种新的思路和途径.     

沿直线分布电荷体系电场线的解析解

通过求解电场线所满足的微分方程,得到了沿直线分布电荷体系电场线的严格解析解,根据所得电场线簇方程,讨论了各种沿直线分布电荷体系的电场线特点,并在计算机上利用Mathematica软件绘出了相应的电场线分布图.