文档介绍：中南大学电磁场实验报告23900字
 
 
中南大学
姓名：****** 老师：***** 学号：****** 班级：******* 电磁场实验报告2
一、实验目的：
，等势线就是以电荷为中心的圆簇。此实验中，由于r0=，
k=9?109，考虑到电势的大小，取q=1?10?9C，且最大的等势线的半径应该比射线的半径小一点，取r0=，其电势为U0?k?q。等势线共取7条，且最大的电势为r0
最小电势的3倍。在电场线的基础上画出点电荷的等势线图，可以省略一些基本参数的设置，其图如图2所示，其程序如下：
k=9e9; % 设定k值
q=1e-9; % 设定电荷电量
r0=; % 设定最大等势线的半径
u0=k*q/r0; % 算出最小的电势
u=linspace(1,3,7)*u0; % 求出各条等势线的电势大小 x=linspace(-r0,r0,100); % 将X坐标分成100等份
[X,Y]=meshgrid(x); % 在直角坐标中形成网格坐标 r=sqrt(X.^2+Y.^2); % 各个网格点到电荷点的距离 U=k*q./r; % 各点的电势
contour(X,Y,U,u) % 画出点电荷的电势面
title('单个正点电荷的电场线和等势线','fontsize',20) %显示标题
二． 绘制一对相异电荷的等势线图和电场线图
到于两个点电荷的电场分布，比一个点电荷的电场分布要复杂得多，电场线的切线为该点电场强度E的方向。因此画电场线需要先计算出当前点的电场强度E方向，而E又是一个矢量，没有像电势U那样可以直接进行标量计算。因此对于多个点电荷的电场来说，先画出其等势线会更方便一些。
对于两个点电荷，不妨取q1?1?10?9,q2??1?10?9，正电荷在x轴的正方向，负电荷在x轴的负方向，它们到原点的距离定为a=；假设平面的范围为xx0=，yy0=。则其程序如下：
k=9e9; % 设定k值
q1=1e-9; % 设置正电荷电量
q2=-1e-9; % 设置负电荷电量
a=; % 设置电荷到原点的距离
xx0=; % 设置X轴的范围
yy0=; % 设置Y轴的范围 x=linspace(-xx0,xx0,20); % 将X轴进行20等分 y=linspace(-yy0,yy0,50); % 将Y轴进行50等分
[X,Y]=meshgrid(x); % 形成网格坐标
r1=sqrt((X-a).^2+Y.^2); % 各点到正电荷的距离 r2=sqrt((X+a).^2+Y.^2); % 各点到负电荷的距离 U=k*q1./r1+k*q2./r2; % 各点的电势
u0=500; % 设定最大电势的大小 u=linspace(u0,-u0,11); % 计算各等势线的电势 contour(X,Y,U,u,'k-'); % 画出所有的等势线 Grid on % 形成网格
Hold on % 保持图形
plot(0,0,'o','MarkerSize',12) % 画电荷
xlabel('x','fontsize',16) % 用16号字体标出X轴 ylabel('y','fontsize',16) % 用16号字体标出Y轴 title('一对相异电荷的等势线图','fontsize',20) % 添加标题
2. 一对相异电荷的电场线
各点的电场强度方向代替电力线。根据电势的梯度可以求出各点的场强的两个分量再在此方向上标上箭头。其程序如下所示：
[Ex,Ey]=gradient(-U); % 各点的场强的两个分量
E=sqrt(Ex.^2+Ey.^2); % 各点的合场强
Ex=Ex./E; % 为使箭头等长，将场强归一化 Ey=Ey./E;
quiver(X,Y,Ex,Ey)； % 标出各网点的电场强度方向 title('一对相异电荷的等势线图和电场线图','fontsize',20)； % 标出标题
实验总结：
(1) 以上方法同样适合不同极性和大小的电荷的组合，只需要按要求设置不同的电荷电量即可。
(2) 以Matlab强大的数值计算和绘图功能，将抽象的电场形象化，大大增加了我们对电场的感性认识，为今后的学习打了牢固的基础。
(3) 由于对Matlab 的不熟悉，对多点电荷的三维电场分布情况，无法将具体的思路转化成实际的程序语言，所以无法绘出它的三维图形。今后一定要多学习Matlab这方面的知识。
第二篇：中南大学自动检测与控制实验报告2 100字
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