- 1 - 大學物理實驗 實驗報告
實驗名稱：
電荷與電場的分布
實驗目的：
1. 探究同一區域存在多個電荷時電場的分布。
2. 解釋等勢線并將其與電場線進行比較。
3. 探究電場強度與空間位置的關系 4. 探究 2 個以上點電荷形成的電場分布。
實驗原理：
靜止的點電荷其電場線呈輻射狀，多個點電荷會互相影響其電場分布，形成合電場。通過增加電荷、減少電荷、堆積電荷，可以觀察其電場的分布。利用等勢面工具繪制等勢面，可以看到其余電場的垂直相交關系，也可以看到多個點電荷之間對等勢面是怎樣影響的。
實驗器材
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實驗步驟
1.
拖動正電荷或負電荷的圖標到空白區域中，觀察不同位置處電場線的分布。
2. 拖動等勢面工具，繪制等勢面。截圖并簡要說明電勢分布的特點。
3. 利用傳感器，觀察不同位置處的電場強度與電荷距離之間的關系。
4. 布置 2 個以上點電荷，探究電場的分布情況。
實驗數據及處理
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實驗分析
① 由圖看出正點電荷的電場線是發散的；負點電荷的電場線是聚集的；電場線由正電荷指向負電荷。
- 3 - ② 由等勢面工具繪制的等勢圖看出，等量異種點電荷在兩點電荷的連線上，從正電荷到負電荷電勢越來越低。
?、?由傳感器測量值看出，離點電荷越近，電場強度越大。
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?、?由圖看出任意兩個等勢面不會相交，因為如果相交那么那個交點的電勢值為兩個值這是不可能的。等勢面跟電場線垂直，因為當一個力與物體的運動方向垂直時，力不做功，所以當電荷在等勢面上移動時，電荷受到的電場力不做功，電荷的勢能不變。如果電場線不與等勢力面垂直，那么電荷的移動必然會受到電場力沿電荷運動方向的作用，電場力做功會影響電勢能，電荷的勢能必然變化，與等勢面上勢能處處相等矛盾。
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