利用MATLAB软件仿真电荷在变化磁场中的运动(2)汇编.pdf资源-CSDN文库

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利用 MATLAB 软件仿真电荷在变化磁场中的运动

摘要 :

MATLAB 是美国 Mathworks 公司于 80 年代推出的大型数学软件，通过多年

的升级换代，现在已发展成为集数值计算、符号计算、可视化功能以及诸多的工

具箱为一体的大型科学计算软件，它已广泛应用于科研院所、工程技术等各个部

门，并成为大学生、研究生必备的工具软件。

本文通过 MATLAB 软件工具，对仿真电荷在变化磁场中的运动问题给出了

直观形象的的仿真图，实现了可视化学习，丰富了学习内容，提高了对电磁场理

论知识的兴趣。

关键词：

MATLAB 电磁学仿真计算机模拟

一、可视化的意义

MATLAB 是大型的数据软件，它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视

化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用

的视窗环境中，为科学研究、工程设计以及必须进行有效数值计算的众多科

学领域提供了一种全面的解决方案。

MATLAB 拥有强大的数值计算功能，但抽象的数据对于普通的用户来说

往往是比较难懂的，针对这一问题， MATLAB 为用户提供了更加强大的数据

可视化功能，用户可以通过 MATLAB 的绘图函数和图形编辑窗口方便的绘制

二维、三维甚至多维的图形。

MATLAB 还为用户提供了各种不同的曲线元素，使图形更具表现力，更

加清晰易懂。

电磁学是物理学的一个分支，是研究电场和电磁的相互作用现象。电磁

学从原来互相独立的两门科学 ( 电学、磁学 ) 发展成为物理学中一个完整的

分支学科，主要是基于电流的磁效应和变化的磁场的电效应的发现。这两

个实验现象，加上麦克斯韦关于变化电场产生磁场的假设，奠定了电磁学

的整个理论体系，发展了对现代文明起重大影响的电工和电子技术。

针对电磁场学习理论性强、概念抽象等特点，利用 MATLAB 强大的数值计

算和图形技术，通过具体实例进行仿真，绘制相应的图形，使其形象化，便于对

其的理解和掌握。将 MATLAB 引入电磁学中，利用其可视化功能对电磁学实验

现象进行计算机模拟，可以提高学习效率于学习积极性，使学习效果明显。

二、现状

（一）我们的选择： MATLAB

（二）选择 MATLAB的原因：

1. MATLAB自产生之日起就具有方便的数据可视化功能，以将向量和矩阵用

图形表现出来，并且可以对图形进行标注和打印。高层次的作图包括二维和三维

的可视化、图象处理、动画和表达式作图。可用于科学计算和工程绘图。新版

本的 MATLAB对整个图形处理功能作了很大的改进和完善，使它不仅在一般数据

可视化软件都具有的功能（例如二维曲线和三维曲面的绘制和处理等）方面更加

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