利用matlab模拟点电荷电场的分布

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1、万方数据Technology＆EconomyinAreasofCommunications利用Matlab模拟点电荷电场的分布交通科技与缀济21308年第2艄(总第46期)周胜1，王丽丽2，白晶1(1．哈尔滨师范大学理化学院，黑龙江哈尔滨150080；2．长春工业大学基础科学学院，吉林长春130012)摘要：Matlab是一种便于进行科学和工程计算的交互式软件包。介绍Matlab软件中关于绘图和解微分方程的一些命令用法。利用Matlab描绘点电荷电场和电势的分布情况，为Matlab进行数值模拟提供范例。关键词：Matlab；计算机模拟；电场；电势中图分类号：0411

2、．3文献标识码：A文章编号：1008—5696(2008)02—0070-03ApplicationofMatlabtoSimulateElectricFieldofPointChargeZHOUShen91，WANGLi—li2，BaiJin91(1．DepartmentofPhysics，HarbinNormalUniversity，Harbin150080，China；2．SchoolofBasicSciences，ChangchunUniver—sityofTechnology，Changehun130012，China)Abstract：Matlabisa

3、kindofinteractivesoftwaretohelpcarryoutscienceandengineeringcalculation．Inthispaper，weshallfirstbrieflyintroducetheusageofplottingordersandsolutiondifferentialequationinMatlab．Wesimulateanimageofelectricfieldandelectricpotentialofpointcharge．Thepaperprovidesexampleandtheoryrelianceforn

4、umericalsimulation．Keywords：Matlab；computer-simulation；electricfield；electricpotentialMatlab(MatrixLaboratory)是一种功能强、效率高、便于进行科学和工程计算的交互式软件包。它是美国Math-works公司推出的一种高性能的科技计算软件，它集数值计算、符号运算、图形图像处理、编程等多种功能于一体，应用非常广泛。Matlab对于学习者的编程语言基础要求不高，库函数和编程语句丰富多样且简单易学，在数据可视化上也有独特的优势。学习者不需要投入太多的时间在学习编程语言知

5、识上，可以直接利用软件提供的丰富函数，编写较简单的程序即可解决许多普通物理学的问题。一般而言，对从实际问题中建立的方程或公式也很难用手工计算出满意的结果，这就需要有一种方便快捷的方法来使以上问题形象化。基于此，本文探讨Matlab软件在数值模拟方面的应用，为利用Matlab进行计算机模拟提供一些可供借鉴的范例。1Matlab与绘图和解微分方程有关的基本命令，Matlab输人命令的方式有两种：一种是在命令窗口中直接输入简单的语句，这种方式适用于命令比较简单且处理问题没有普遍应用性的场合；另一种工作方式为M文件的编程工作方式。M文件是一个简单的文本文件，语法比一般的高级

6、语言都要简单，交互性强；而且可以像一般文本文件那样在任何文本编辑器中进行编辑、存储、修改和读取。当使用绘图语句时，Matlab自动打开一个图形窗口。如果已经有图形窗口存在，作图命令便会使用已存在的图形窗收稿日期：2007—12—04作者简介：周胜(1978～)，男，助教，博士研究生，研究方向：电介质工程．口。如果使用命令figure，就会打开一个新的图形窗口。在已有图形上继续作图的指令是holdon；取消这种功能的指令是holdoff。1．1二维图形绘图语句1)plot语句。二维图形绘图命令中最基本的指令就是plot。如果输入两个矢量z、Y，则plot(x，y)产生

7、的是y相对于z的图形。2)fplot语句。当已知函数关系的时候，采用fplot语句可以更加快速、精确地绘制出指定区间上的函数图像。1．2三维曲线绘图语句1)plot3(x，Y，z，s)。其中z、Y、2是同维数的矢量或矩阵。每组z、Y、z构成一个点的坐标，各点依次相连，形成一条曲线。如果是矩阵，则它们相应的列构成一条i维曲线的数据点坐标，所以用矩阵可以同时画多条空间曲线。2)网线和表面图。Matlab中，曲面是用xy平面的各个格点上的z坐标来定义，相邻点用直线连接。因此，为了描绘二元函数形成的空间曲面，首先要建立平面的数据网格。即根据z、Y的定义域Fx。，Xz]、