云南大学软件学院 实验报告
课程： 大学物理实验 学期： 2014-2015学年 第一学期 任课教师： 许红星 序号： 39 专业： 网络工程 学号： 姓名： 成绩：
实验5 静电场
一、实验目的
了解同心圆静电场的电势及电场的分布状况，更深的理解电势及电场的性质，更深层次的理解静电场。

二、实验原理
根据高斯定理推导出电场及电势的分布公式；利用数据分析软件，如Microsoft Excel 绘制电场及电势的分布图。

场强分布：
当r < R 1时，
001=⇒=⋅⎰⎰E dS E S
当R 1 < r < R 2时，
⇒=⋅⎰⎰01εq dS E S 210241
r q E επ=
当R 2 < r < R 3时，
003=⇒=⋅⎰⎰E dS E S
当r > R 3时，
021*******εεπεq q E q q dS E S +=⇒+=⋅⎰⎰
电势分布：
根据电势的定义，可以求得电势的分布。

当r < R 1时，
3210210110143211414141332211R q q R q R q U dr E dr E dr E dr E dr E U R R R R R R r r ++
-=⋅+⋅+⋅+⋅=⋅=⎰⎰⎰⎰⎰∞∞επεπεπ
当R 1 < r < R 2时，
321021010143214141413322R q q R q r q U dr E dr E dr E dr E U R R R R r r ++
-=⋅+⋅+⋅=⋅=⎰⎰⎰⎰∞∞επεπεπ
当R 2 < r < R 3时，
3
2101431413
3
R q q U dr
E dr E dr E U R R r r +=⋅+⋅=⋅=⎰⎰⎰∞∞επ
当r > R 3时，
r
q q U dr
E dr E U r r 21014141+=⋅=⋅=⎰⎰∞
∞επ
三、实验任务
1． 选取相关参数，截图如下：
同心圆半径和电荷量：
各位置半径场强及电势能：
2、得到电场分布图和电势分布图：
电场分布图
电势能分布图。