实验1 模拟静电场的测绘.docx

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1、一、实验目的：应用MATLAB模拟点电荷的电场线和等势线并观察其的电场线的分布特点二、实验原理：根据电磁场理论，若电荷在空间激发的电势分布为V,则电场强度等于电势梯度的负值，即:E = -VV真空中若以无穷远为电势零点，则在两个点电荷的电场中，空间的电势分布为:v = +v,=+7-4位(内4您o本实验中，为便于数值计算，电势可取为:V吟+善12 o三、实验内容(一)正电荷程序代码：x=-2:0. 1:2;y=-2:0. 1:2;.x, y =meshgrid (x, y );z= 1. /sqrt (x. 2+y. 2+0. 01);mesh (x, y, z);xlabel ( x-axi

2、s ) , ylabel ( y-axis ),zlabel ( z-axis );set (gca, XColor, red,);set (gca, YColor, blue,);set (gca, ZColor, yellow,);不 Figure 1文件(F) (E)查看(V) ffi(l)工具(T)二面 (W) WHt)(H)1。H。* W / 0 0国国图1单个正电荷图(二)负电荷程序代码：x=-2:0.1: 2;y=-2:0.1: 2;x, y =meshgrid (x,y );z=-l./sqrt(x.2+y.2+0.01);mesh (x, y,z);xlab 1 ( 1 x-

3、axis 1 ) , ylabel ( 1 y-axis ) , zlabel ( 1 z-axis 1 );st (gca, f XColor1, f rd!);st (gca, 1YColor1r 1blu1);st (gca, f ZColor f f yllow);其程序运行结果仿真图如下:彳 Figure 1文件(F) IM(E)查看(V) fi6() I(T)桌面(D) (W)帮助(H)二京1 - 0 . .目口因 口图2单个负电荷图(三)等量同号的两个电荷程序代码：x=-2:0. 1:2;y=-2:0. 1:2;.x, y =meshgrid (x,y );z=l./ sqrt(

4、x. 2+ (y+l). 2+0. 01) +1. /sqrt (x. 2+y, 2+0. 01)；mesh (x, y, z);xlabel ( , x-axis ) , ylabel ( y-axis ),zlabel ( z-axis ):其程序运行结果仿真图如下:2图3等量同号的两个电荷图（四）等量异号的两个电荷程序代码:x=-2:0. 1:2;y=-2:0. 1:2;.x, y =meshgrid (x, y );z=l. / sqrt(x. 2+(y+l). 2+0. 01)-1. sqrt (x. 2+y. 2+0. 01)；mesh (x, y, z);xlabel ( x-a

5、xis ) , ylabel ( y-axis )zlabel ( z-axis );其程序运行结果仿真图如下:图4等量异号的两个电荷图(五)不等量同号的两个电荷程序代码：a=2;x=-2:0. 1:2;y=-2:0. 1:2;_x, y =meshgrid (x, y );z=l. / sqrt(x. 2+ (y+l). 2+0. 01) +a*l. sqrt (x. 2+y. 2+0.01);mesh (x, y, z);xlabel ( -axis ) , ylabel ( y-axis ),zlabel ( z-axis其程序运行结果仿真图如下:25 20、15、10、图5不等量同号的

6、两个电荷图(六)不等量异号的两个电荷程序代码：a=2;x=-2:0. 1:2;y=-2:0, 1:2;.x, y =meshgrid (x, y );z=l. / sqrt2+0),(x2+ (y+l). 2+0. 01) -a*l. /sqrt (x. 2+y.01);mesh (x, y, z);xlabel ( , x-axis ) , ylabel ( y-axiszlabel ( z-axis );10、图6不等量异号的两个电荷图四、实验总结在本次实验中，我们使用MATLAB编程仿真电场线和等势线，绘制电场强度的变化以及带电粒子的运动规律的图像，反应了基本规律。分别模拟了等量同异号、不等量同异号。我们使用mat lab工具在输入代码运行后，。显示出对应图像，在此基础上加以更改，最终获得符合实验要求的代码。