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以家为家，以乡为乡，以国为国，以天下为天下。——《管子》

大学物理实验教程预习思考题,分析讨论题答案

大学物理实验第一季

1．用电流场模拟静电场的理论依据是什么？模拟的条件是什么？

用电流场模拟静电场的理论依据是：对稳恒场而言，微分方程及边界条件唯一地

决定了场的结构或分布，若两种场满足相同的微分方程及边界条件，则它们的结

构也必然相同，静电场与模拟区域内的稳恒电流场具有形式相同的微分方程，只

要使他们满足形式相同的边界条件，则两者必定有相同的场结构。模拟的条件是：

稳恒电流场中的电极形状应与被模拟的静电场中的带电体几何形状相同；稳恒电

流场中的导电介质是不良导体且电导率分布均匀，并满足σ极σ介以保证电

流场中的电极（良导体）的表面也近似是一个等势面；模拟所用电极系统与被模

拟电极系统的边界条件相同。

2．等势线和电场线之间有何关系？

等势线和电场线处处相互垂直。

3．在测绘电场时，导电微晶边界处的电流是如何流动的？此处的电场线和等势

线与边界有什么关系？它们对被测绘的电场有什么影响？

在测绘电场时，导电微晶边界处的电流为0。此处的电场线垂直于边界，而等势

线平行于边界。这导致被测绘的电场在近边界处受边界形状影响产生变形，不能

表现出电场在无限空间中的分布特性。

【分析讨论题】

1．如果电源电压增大一倍，等势线和电场线的形状是否发生变化？电场强度和

电势分布是否发生变化？为什么？

如果电源电压增大一倍，等势线和电场线的形状没有发生变化，但电场强度增强，

电势的分布更为密集。因为边界条件和导电介质都没有变化，所以电场的空间分

布形状就不会变化，等势线和电场线的形状也就不会发生变化，但两电极间的电

势差增大，等势线的分布就更为密集，相应的电场强度就会增加。

2．在测绘长直同轴圆柱面的电场时，什么因素会使等势线偏离圆形？

以家为家，以乡为乡，以国为国，以天下为天下。——《管子》

测绘长直同轴圆柱面的电场时测到的等势线偏离圆形，可能的原因有：电极形状

偏离圆形，导电介质分布不均匀，测量时的偶然误差等等。

3．从对长直同轴圆柱面的等势线的定量分析看，测得的等势线半径和理论值相

比是偏大还是偏小？有哪些可能的原因导致这样的结果？

⑴偏大，可能原因有电极直径测量偏大，外环电极表面有氧化层产生附加电阻，

电压标示器件显示偏大等；⑵偏小，可能原因有电极直径测量偏小，中心电极表

面有氧化层产生附加电阻，电压标示器件显示偏小等。

３.分光计【预习思考题】

1.分光计由哪几部分组成，各部分的作用是什么？

答：分光计由平行光管、望远镜、载物台和读数装置四部分组成。

（1）平行光管用来提供平行入射光。

(2)望远镜用来观察和确定光束的行进方向。

(3)载物台用来放置光学元件。

(4)读数装置用来测量望远镜转动的角度。

2.调节望远镜光轴垂直于仪器中心轴的标志是什么？

答：通过目镜观察到双面镜正反两面反射回来的“+字像都与”分划板上“形”叉丝

的上十字重合。

3.“+字像”、狭缝像不清晰分别如何调整？

答：（1）“+”字像不清晰说明分划板没有位于物镜的焦平面上，应松开目镜紧锁

螺钉，前后伸缩叉丝分划板套筒，使“+”字像清晰并做到当眼睛左右移动时，“+”

字像与叉丝分划板无相对移动，然后锁紧目镜紧锁螺钉。

（2）狭缝像不清晰说明狭缝没有位于平行光管准直透镜的焦平面上，应松开狭

缝紧锁螺钉，前后伸缩狭缝套筒，当在已调焦无穷远的望远镜目镜中清晰地看到