4 结论
本文通过对比两种描绘静电场实验的方法,得到以下几点结论:
(1)两种实验所得结果基本符合。Matlab模拟出来的等势线不够光滑,而恒定电流模拟出来的等势线相对光滑。
(2)恒定电流法绘制出来的电力线是通过电力线与等势线正交的原理绘制的,而matlab绘制出来的每条电力线都是通过解电场线微分方程而画出的,理论性更强。
(3)恒定电流场中利用的导电介质有一定的缺点。导电纸的重复使用容易破损,影响到导电性能,而水会在电极的作用下发生电解现象,实验结果不够精确。
(4)恒定电流场方法只能够在二维平面上绘制出等势线和电力线,却不能够直观地表示静电场在三维空间中电力线和等势面,而利用matlab则可以绘制出三维空间的电力线和电势面,同时还可以通过matlab中的3D模式从不同角度观看静电场产生的电力线和等势面,让学生更直观地了解、掌握静电场及物理本质。
(5)matlab模拟只需要将程序编出,通过更改参数可以很快得到所需要的图像,学生通过利用matlab模拟,经历公式推导过程,学生更加熟悉理论过程。
参考文献:
[1] 代伟,徐平川,陈太红等.对模拟法静电场描绘仪实验装置的几点改进[J].计量与测试技术,2011,38(4):36~37.
[2] 王明美.一对点电荷电场的MATLAB模拟实验[J].合肥师范学院学报,2012,,30(3):40~43.
[3] 王静,王亚芳,董爱国等.利用Matlab模拟静电场的分布[J].科技创新导报,2012(17):249.
[4] 周胜,王丽丽,白晶等.利用Matlab模拟点电荷电场的分布[J].交通科技与经济,2008(2):70~72.
[5] 张雅男,徐飞,叶影.Matlab模拟静电场与模拟静电场实验的比较[J].物理与工程,2008,18(2):35~37.
[6] 杨述武,赵立竹,沈国土.普通物理实验2电磁学部分(第四版)[M].北京:高等教育出版社,2007,47~52.
[7] 梁灿彬,秦光戎,梁竹建.电磁学(第二版)[M].北京:高等教育出版社,2004,35. [8] 周品,赵新芬.MATLAB数学建模与仿真[M].北京:国防工业出版社,2009. [9] Helmut Bode.MTALAB & Simulink[J].Engineering & Technology,2006(1):5.
Analysis of Simulation of Electrostatic Field with Constant
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Current Field and Matlab in 3D Graph
Abstract:This article used the constant current field to simulat electrostaic field and described the power line and equipotential surface with looking for the other potential points.Then described the power line and equipotential surface in three-dimensional space through Matlab.Make sure the beginner could understand the program simply through giving the program in detail and note.This article maked an analysis of two way to get power line and equipotential surface and finally got the pros and cons of two way.
Keyword:power line;equipotential surface;three-dimensional
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