程序1:单位电荷立体等势面

静电场是静止电荷激发的,是电磁场中一个重要的和特殊的形式。无界空间中,若点电荷带电量为+q,取无穷远处为参考点电位,则其周围空间任意一点的电位可以表示为Matlab仿真 点电荷电场分布分析
任意一点的电场强度为 Matlab仿真 点电荷电场分布分析
由此可以绘制点电荷点位与电场的示意图。
等位面为球形并且随着r的增加电位减小,E线垂直于等位面,且总是能指向点位下降最快的方向。

clear;
clc;
hold off;
[x,y,z]=ellipsoid(0,0,0,1,1,1);
for i=1:5
surf(x0.2i,y0.2i,z0.2i);
alpha((1/i)*1);%显示透明度
hold on;
end
title(‘单位电荷立体等势面分布’,‘fontsize’,20);
xlabel(‘x’,‘fontsize’,10);%显示横坐标
ylabel(‘y’,‘fontsize’,10);%显示纵坐标
zlabel(‘z’,‘fontsize’,10);%显示竖坐标
Matlab仿真 点电荷电场分布分析

1、ellipsoid
generate ellipsoid 生成椭圆面
2、alpha
Add tranparency to objects in axes 坐标区中的对象添加透明度
3、 hold on retains plots in the current axes so that new plots added to the axes do not delete exsiting plots.
保留当前坐标中的绘图

程序2 同性点电荷等势线

无界空间中,若存在两个同性点电荷电量分别为+q,+aq,取无穷院处为参考电位,则其周围空间任意一点的电位可以表示为
Matlab仿真 点电荷电场分布分析
由此可以绘制电位示意图

clear%清除变量
a=1;%电量比,实验中可以修改电量比以观察不同电量比下等势线的分布
xm=2;%横坐标范围
ym=2;%纵坐标范围
x=linspace(-xm,xm);%横坐标向量
y=linspace(-ym,ym);%纵坐标向量
[X,Y]=meshgrid(x,y);%设置坐标网点
%电荷1位于(1,0,0),电荷2位于(-1,0,0)
r1=sqrt((X+1).2+Y.2);%第一个正电荷到场点的距离
r2=sqrt((X-1).2+Y.2);%第二个正电荷到场点的距离
U=1./r1+a*1./r2;%计算电动势
u=0:0.1:10;
figure%创建图形窗口
contour(X,Y,U,u);%画等势线
hold on%保持图像
plot(-1,0,’.’,‘MarkerEdgeColor’,‘r’,‘markersize’,10);%画第一个正电荷
plot(1,0,’.’,‘MarkerEdgeColor’,‘b’,‘markersize’,10);%画第二个正电荷
title(‘同性点电荷的等势线’,‘fontsize’,10)%显示标题
xlabel(‘r’,‘fontsize’,16)%显示横坐标
ylabel(‘U’,‘fontsize’,16)%显示纵坐标
Matlab仿真 点电荷电场分布分析
1、 linspace
generate linearly spaced vector 生成线性间距向量
2、meshgrid
2-D and 3-D grids 二维和三维网络
3、contour
contour plot of matrix 矩阵的等高线图

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