模拟法描绘静电场实验的讨论与改进

本文对大学物理学实验中大都采纳的静电场描绘的实验方法进行了讨论，对实验中等电势线及电力线的描绘原则进行了分析，并针对实验中经常出现的电场偏移的处理方法提出了一定的改进意见，本文还对静电场描绘实验中电极形状的选择提出了一些建议．

用模拟法描绘静电场实验的体会

要较准确地直接测量空间中静电场分布情况是很困难的,所以我们采用电流场模拟的方法进行静电场描绘的实验.这样,学生们不仅掌握了课堂教学内容,还扩大了视野,提高了理论水平,为全面深入掌握理论知识打下了很好的基础.

静电场三维实验仪器的研制和应用

介绍了静电场三维实验仪的工作原理和重要的实现技术措施，并采用静电场三维实验仪对无限长同轴电缆和同心球电极所形的三维静电场进行了实验模拟以及对所取得的实验数据建立了相应电极的数学和物理模型。

“静电场”模拟和“电流场”实验装置研发

开发的电流场实验装置采用水做为媒质,由于水的电阻率比铁板大得多,不再需要可输出大电流的稳压源,使用实验室里常见的电压源就行。另外,新实验装置还可以完成一些静电场模拟实验,如同轴电缆和偏心圆柱导体模型等。利用新实验装置进行了实验测试,将实验测量值与有限元分析软件ANSYS的计算值进行对比。结果表明,新实验装置在当前实验室环境下是可行的。与传统实验装置相比,新实验装置更加灵活、方便,能提供多种测量模型,适合学生进行开发性实验。

静电场描绘实验的研讨

引言 静电场描绘是国内外高等院校普遍开设的物理实验.由于直接描绘静电场存在很大困难,而稳恒电流场在导体中的分布规律--电流与电势差的分布规律和静电场中场强与电位差的分布规律可以用相同的数学关系式表达,所以通常是用稳恒电流场来模拟静电场.

Matlab在静电场描绘实验结果评定中的应用

在静电场描绘实验的作业评定中,等势环图形判断和等势环半径测量是两个重要内容。为了更准确地评判本实验作业,本文采用Matlab软件,并调用其中的可视化模块GUI,仿真计算生成等势环,并通过滑动条对图形大小进行调整,实现仿真图形与实验图形等大,便于对实验绘制等势环图优劣进行判断,同时给出实验等势环半径测量数据评分程序。通过以上方法,能减轻任课教师实验报告批改工作量,也能更客观的给出实验成绩,进一步将数据评分方法推广到其他大学物理实验成绩评定中,使大学物理实验作业评定标准化。

基于智能手机的静电场描绘及模拟

鉴于疫情防控期间物理实验的居家学习难度,以静电场描绘实验为例,针对其打点量多造成的数据测算和处理量大、复杂且耗时等特点,提出了基于智能手机中的相机及Geogebra软件的数据处理方法,可利用手机完成实验后续的半径测量、等势线绘制、数据拟合及三维等势面的模拟等过程。相比于其他测算方法,基于智能手机的静电场描绘方法可行性及准确性高,操作简单且模拟的电场分布图像生动直观,有助于学生提高实验效率并加强对静电场分布的把握,对物理实验的线上教学具有一定的参考意义。

基于虚拟仪器技术的电流场实验测量系统研发

为了提高学生的实验效率,研发了基于虚拟仪器技术的电流场实验测量系统。该系统在硬件上采用数据采集卡实现电压的测量,在软件方面利用LabVIEW编写了针对电流场实验的应用程序。新的测量系统简洁易用,可以由输入的等位点的坐标信息自动完成等位线的绘制,在一定程度上减少了学生重复性的工作。

基于MATLAB的静电场模拟

在静电场中引入电位和电场强度后,通过等电位线图和场强分布图可以具体的描述静电场这种抽象的物质场。传统的静电场模拟实验直观地展现出了静电场的分布从而形象地描述了静电场,由于这种方法属于类比模拟,所以存在一定的缺陷(比如不直接,不能描述立体规律等等)。随着计算机技术的发展,利用计算机技术来模拟静电场等物质场逐渐成为趋势。通过借鉴大量资料简要地介绍了如何利用计算机模拟静电场,如何利用MATLAB软件模拟静电场的问题。

三维立体结构静电场描绘装置的设计和研究

目前关于静电场描绘实验的改进大多都局限于平面上,主要是在一维二维层面讨论,三维空间描绘的实验很少,仅有一些通过软件分析平面数据再拉伸成立体这方面的改进,不够直观。但是带电体周围的电场分布通常是三维空间的,为了让学生更直观的了解和研究静电场在空间中的分布,本实验以三维模块设计为核心,在静电场描绘中,三维模块主要由相关辅助部件构成,通过实验操作把非对称结构的三维静电场准确形象的定位且描绘出来。