MATLAB静电场电场电势学习教案

1、会计学1MATLAB静电场静电场(din chng)电场电场(din chng)电势电势第一页，共22页。静电场中的电场线，等势线，等势面等图形是一种静电场中的电场线，等势线，等势面等图形是一种抽象的模型，在现实世界不具可视化的空间场的物抽象的模型，在现实世界不具可视化的空间场的物体。所以体。所以(su(suy y) )，形象的模拟出以上问题的图形，形象的模拟出以上问题的图形，对于更进一步学习与研究电场知识有很大的意义。对于更进一步学习与研究电场知识有很大的意义。静电场的问题学习与理解起来具有一定的特殊性：静电场的问题学习与理解起来具有一定的特殊性：它既有理论数值的计算，又有图形图像的辅助处理

2、它既有理论数值的计算，又有图形图像的辅助处理与理解。例如：形象的模拟出电场线，等势线，等与理解。例如：形象的模拟出电场线，等势线，等势面，这能在教学中解决教师的授课难题，又能解势面，这能在教学中解决教师的授课难题，又能解决学生的理解上的困难。决学生的理解上的困难。近年来，一直有人在不断的探索这方面的问题，并近年来，一直有人在不断的探索这方面的问题，并且取得一定的成绩。但还存在一定的缺陷，而且取得一定的成绩。但还存在一定的缺陷，而MatlabMatlab恰好解决了这些问题！这使得这些抽象问题恰好解决了这些问题！这使得这些抽象问题能有一门精确的工具软件来处理完成。这正是能有一门精确的工具软件来处理

3、完成。这正是MatlabMatlab在图像方面问题处理的应用。在图像方面问题处理的应用。第1页/共21页第二页，共22页。之之间间的的作作用用力力与与这这两两个个电电荷荷的的电电量量乘乘积积成成正正比，比，与与它它们们之之间间距距离离的的平平方方成成反反比，比，作作用用力力的的方方向向在在两两个个电电荷荷的的连连线线上，上，两两电电荷荷同同号号为为斥斥力，力，异异号号为为吸吸力力( (x x l l) )，他他们们之之间间的的力力F F满满足：足：n由由电电场场强强度度E E的的定定义义可可知：知：第2页/共21页第三页，共22页。第3页/共21页第四页，共22页。坐坐标标向向量量( (x x

4、i i n ng gl li i n ng)g)ny y= =l li in ns sp pa ac ce e( (- -y ym,m,y ym)m); ; %纵纵坐坐标标向向量量( (x xi i n ng gl li i n ng)g)n X,X,YY= =mme es sh hg gr ri id d( (x,x,y)y); ; %产产生生自自变变量量网网络络坐坐标标nR R1 1= =s sq qr rt t( ( (X X+ +1)1). . 2 2+ +Y.Y. 2)2); ;%第第一一个个正正电电荷荷到到场场点点的的距距离离nR R2 2= =s sq qr rt t( ( (X

5、 X- -1)1). . 2 2+ +Y.Y. 2)2); ;%第第二二个个正正电电荷荷到到场场点点的的距距离离nUU= =1.1./ /R R1 1+ +q.q./ /R R2;2;%计计算算电电势势nu u= =1:1:0.0.5:5:4;4;%等等势势线线的的电电场场向向量量( (x xi i n ng gl li i n ng)g)nf fi ig gu ur re e第4页/共21页第五页，共22页。第5页/共21页第六页，共22页。第6页/共21页第七页，共22页。第7页/共21页第八页，共22页。斥斥的的现现象，象，各各电电荷荷的的等等势势线线呈呈圈圈状状围围在在电电荷荷周周围围

6、( (z zh h u uw w i) i)，且且越越靠靠近近电电荷荷电电场场线线分分布布越越密密集集第8页/共21页第九页，共22页。y=0处有一负电荷n根据：n第9页/共21页第十页，共22页。- -4:4:0.0.2:2:4)4); ;%建建立立数数据据网网格格nz z= =1.1./ /s sq qr rt t( ( (x x- -2)2). . 2 2+ +y. y. 2 2+ +0.0.0 01)1)- -1.1./ /s sq qr rt t( ( (x x+ +2)2). . 2 2+ +y. y. 2 2+ +0.0.0 01)1); ;%电电势势( (d di i n ns

7、 sh h) )的的表表达达式式nmme es sh h( (x,x,y, y,z)z)%三三维维曲曲面面绘绘图图第10页/共21页第十一页，共22页。第11页/共21页第十二页，共22页。n ng gmmi i n)n)数数据据网网格格. .x,x,y y的的取取值值范范围围都都是是 - -2,2,22nz z= =1.1./ /s sq qr rt t( ( (x x- -1)1). . 2 2+ +y. y. 2 2+ +0.0.0 01)1)- -1.1./ /s sq qr rt t( ( (x x+ +1)1). . 2 2+ +y. y. 2 2+ +0.0.0 01)1); ;

8、 %电电势势公公式式n p px,x,p pyy= =g gr ra ad di ie en nt t( (z)z); ; %求求电电势势在在x,x,y y方方向向的的梯梯度度即即电电场场强强度度nc co on nt to ou ur r( (x,x,y, y,z, z, - -1 12,2,- -8,8,- -5,5,- -3,3,- -1,1,- -0.0.5,5,- -0.0.1,1,0.0.1,1,0.0.5,5,1,1,3,3,5,5,8,8,1 122) ) %画画出出等等势势线线nh ho ol ld d o on n %保保留留上上一一次次作作图图痕痕迹迹nq qu ui i

9、v ve er r( (x,x,y, y,p px,x,p py, y, k k) ) %画画出出各各点点上上电电场场的的大大小小和和方方向向, , k k 为为图图形形参参数数控控制制%q qu ui iv ve er r是是绘绘制制点点 x,x,yy处处的的矢矢量量 p px,x,p pyy, ,即即画画出出各各点点电电场场的的大大小小和和方方向向第12页/共21页第十三页，共22页。第13页/共21页第十四页，共22页。)(BvEqF第14页/共21页第十五页，共22页。q q的的粒粒子子在在磁磁感感应应强强度度为为B B，电电场场强强度度为为E E的的电电磁磁场场中中运运动，动，建建立

10、立和和求求解解该该问问题题的的微微分分方方程，程，并并分分E E 0 0，B B 0 0；E E= =0 0，B B 0 0和和E E 0 0，B B= =0 0三三种种情情况况画画出出带带电电( (d d i i d di i n)n)粒粒子子在在电电磁磁场场中中的的运运动动轨轨迹。迹。第15页/共21页第十六页，共22页。第16页/共21页第十七页，共22页。第17页/共21页第十八页，共22页。第18页/共21页第十九页，共22页。认识。就像这次我们做的有关电场分布以及带电粒子在电磁场中运动的问题，通过编写程序我们可以直观地看到电荷周围的电场分布，以及带电粒子在电磁场中的运动轨迹。让问题变得简单化，可视化，更加易于理解，也加强了我们动手解决问题的能力。n对于MATLAB课程的学习，首先要熟悉基本知识，其次多读一些大神写的程序，他们的程序往往变成规范，简单易读，再有就是一定要亲自动手练习，只有自己亲自敲代码并运行成功，才能切身体会(qi shn thu)到很多只是看程序所体会不到的东西，才能真正有所收获。第19页/共21页第二十页，共22页。Thanks for listeningThanks for listening第20页/共21页第二十一页，共22页。NoImage内容(nirng)总结会计学。x=linsp