电场中等势线的描绘

1、个人收集整理仅供参考学习6 / 5电场中等势线的描绘【实验目的】学会描点法描绘电场中平面上的等势线【实验原理与方法】本实验利用导电纸中的恒定电流场模拟真空中的静电场，当在场中与导电纸接触的两探针尖端的电势差为零时，与探针相连的电流计中通过的电流强度为零。 从而可以通过探针找出电流场中的等势点，并依据等势点绘出等势线。资料个人收集整理，勿做商业用途【实验器材】1. DIS电压传感器(或灵敏电流计)；2.导电纸；3.直流电源(电压 6伏左右)；4.金属 电极及探针各一对；5.电键及导线；6.木板；7.复写纸；8.白纸；9.直尺。资料个人收 集整理，勿做商业用途【实验步骤】(1)在木板上按自下而上顺

2、序铺上 白纸、复写纸、导电纸各一张，用 图钉固定；(2)在导电纸上压上电极，按下图接好电路；(3)画两电极间的连线作为基准线，在基准线上大至分成六等分，得到五个基准点；(4)合上开关后，将一个探针固定压在一个基准点，另一个探针在基准线的两侧移动， 观察电流表的指示， 当移到某点电流计 示数为零时，此点即为基准点的等势点，稍用力将这点的位置复印到白纸上。 如此在基准线 的两侧各找57个等势点。资料个人收集整理，勿做商业用途(5)换上另一个基准点后继续找该基准点的等势点，直到所有基准点都在基准线两侧找到57个等势点为止。(6)取出白纸，沿各个基准点的等势点连成平滑的等势线。【注意事项】1 .导电纸

3、有导电物质的一面应向上。2 .在探测与某一基准点电势相等的其它各点时，与该基准点相接触的探针要固定不动。3 .绝不允许将两探针分别同时触到电极，以防烧坏电流计。4 .为迅速判断测试点电势的高低，实验前最好判断电流流向与电流表指针的偏转关系(如电流左进，指针左摆或电流右进指针左摆)。资料个人收集整理，勿做商业用途【练习】1.在描绘电场中等势线的实验中(1)实验时需在木板上依次铺放 纸，纸和 纸；(2)今有100wA、0. 5mA、10mA电流表各一块供选用，则应选 的电流表较好；(3)在实验中，按下电键接通电路，若一探针与基准点O接触，另一探针已分别在基准点O的两侧找到了实验所需要的两点a、b,

4、则当此探针与a点接触时，电表的指针应 (填左偏、指零、右偏)，当此探针与b点接触时，电表的指针应 (填左偏、指零、 右偏)。资料个人收集整理，勿做商业用途解答：(1)白，复写，导电(2) 100 A (3)指零，指零2 .当你按实验中的方法正确得出了等势线以后，能否继续画出电场线？分析与解答：可以，由于电场线与等势线处处垂直，故而只要画出与诸条等势线相交且垂直的曲线就是电场线。本题思维点拨：我们知道，电势相等的点组成的面（线）叫等势面（线），必须掌握点电荷、等量异种电荷的电场及匀强电场中等势面（线）的分布情况。等势面的特点是：资料个人收集整理，勿做商业用途等势面上各点电势相等，在等势面上移动电

5、荷电场力不做功。等势面一定跟电场线垂直，而且电场线总是由电势高的等势面指向电势较低的等势面。我们在画等势面时通常让相邻的等势面间的电势差相等（也就是所谓的等差等势面）。这样，在等势面密的地方电场强度大，等势面疏的地方电场强度小。请同学们思考一下我们按照实验要求所绘出的等势线是不是等差等势线。资料个人收集整理，勿做商业用途由于直接画电场线比较困难，所以在一般情况下，我们总是先画出等势线，再根据“等势面一定跟电场线垂直”的特点，进一步画出电场线。资料个人收集整理，勿做商业用途3 .图6-3是描绘电场中等势线的实验装置图中有7个等间距的点，其中 A、B为;当电流从标有“ +”号的接线柱流入灵敏电流计

6、 G时，其指针正向偏转，则当灵敏电流计指针 偏时，探针所接触的两点恰是等势点；资料个人收集整理，勿做商业用途图6-3当探针1接在F点时，探针2应在F点的正上方 或者正下方的某个位置往 移，才能找到等势点。分析与解答金属电极，其中 A为正极，B为负极；不；本题思维点拨：找等势点是本实验的关键所在，导C、D、E、F、G五个基准点，这样电纸上任何一点都可以找出无数个等势点，但我们为了使得描绘的等势线更规范一些，所以选了等间距的描绘出的等势线看起来较有规律。当我们用探针1按住某一个基准点时，另一个探针2在适当位置轻轻滑动，这时灵敏电流计中指针摆动，说明两探针之间有电势差，只有两探针间电势差为零时，灵敏

7、电流计指针不偏转，指向零位置，这时说明我们已找到了一个等势点，可将探针2用力按一下，复印出该等势点的位置。牢记等量异号点电荷的等势线分布情况可帮助我们迅速找到 F的等势点。资料个人收集整理，勿做商业用途4 .在“电场中等势线描绘”的实验中，每相差一定的电势就画一条等势线，那么这些等势线在空间的分布是 。资料个人收集整理，勿做商业用途A.以两极连线为轴的轴对称图形B.以两电极连线的中垂线为轴的轴对称图形C.以两电极连线的中点为中心的中心对称图形D.各等势线之间的距离相等E.距电极越近，等势线越密集分析与解答A、 B、 E。本题思维点拨：我们按照实验要求所模拟绘出的等量异种电荷电场的等势线以电荷（

8、两个电极就相当于正负电荷） 为参照点非常有规律地排列着。它们是以电极连线的中垂线（可规定 为零势线）为对称轴两边对称的图形，正、负电荷也处于对称位置。另一种对称是以两电荷的连线为对称轴，上面一半等势线和下面一半等势线相对称，这也是一种轴对称关系。资料 个人收集整理，勿做商业用途5.在“用描迹法画出电场中平面上的等势线”的实验中，如果将电源电压降低一些，则以下判断正确的是（）资料个人收集整理，勿做商业用途A .描绘出的等势线形状与原来相同B.描绘出的等势线形状与原来不同C.基准点之间电势差比原来小一些D.基准点之间电势差比原来大一些解析：电压对等势线的形状没有影响，如果电源电压降低了， 两个电极

9、间的电势差随之降低,基准点之间的电势差当然随之降彳氐.资料个人收集整理,勿做商业用途答案：AC6 .在用电流的电场模拟静电场描绘电场中等势线的实验中，如图实一 5所用的电表指针偏 转方向与流入电流的关系是：当电流从正接线柱流入电表时，指针偏向正接线柱一侧. 一位学生用这个电表探测基准点 2两侧的等势点时，把接电表正接线柱的探针日接触基准点2,把接电表负接线柱的探针 E2接触纸上某一点，发现表的指针发生了偏转，为了探测到等势点，则（）资料个人收集整理，勿做商业用途A.若电表指针偏向正接线柱一侧，E2应右移B.若电表指针偏向正接线柱一侧，E2应左移C.若电表指针偏向负接线柱一侧，E2应右移D.若电

10、表指针偏向负接线柱一侧，E2应左移解析：若电表指针偏向正接线柱一侧，说明探针Ei的电势高于E2的电势，E2应向左移动，所以B项正确；若指针偏向负接线柱一侧，说明探针E2的电势高于Ei的电势，E2应向右移动，C项正确.资料个人收集整理，勿做商业用途 答案：BC7 .在“描绘电场中等势线”的实验中，有以下一些操作步骤：A.在导电纸上画出两电极的连线8 .将灵敏电流表的一个探针接一个电极，用另一个探针接触导电纸，缓慢移动，可找出一 系列等势点C.在平板上先铺上白纸，再铺上复写纸，然后再铺上导电纸D.安好电极，接好电路¥虫£必E.在两电极a、b的连线上，等距离地取五个基准点c、d、

11、e、f、g,并复、印在白纸上，如图所示.F.电流表的一个探针接触某个基准点不动，另一个探针缓慢地移动到电流I_1T_表指针示数为零时，复印此点，即可找出许多等势点.资料个人收集整理，勿做商业用途G.闭合开关选取合理的操作步骤，并按顺序排列为： .解析：灵敏电流表的一个探针不要与电极直接接触，故B步不合理，正确的顺序为CDAEGF.答案：CDAEGF9 .在“用描迹法画出电场中平面上的等势线”的实验中，下列所给出的器材中，应该选用的是（用器材前的字母表示）.资料个人收集整理，勿做商业用途（自上而下）是A. 6 V的交流电源B. 6 V的直流电源C. 100 V的直流电源D.量程00.5 V,零刻

12、度在刻度盘中央的电压表E.量程0300科或零刻度在刻度盘中央的电流表在实验过程中，要把复写纸、导电纸、白纸铺放在木板上，它们的顺序 、.在实验中，按下电键，接通电路.若一个探针与基准点O接触，另一探针已分别在基准点。的两侧找到了实验所需要的两点a、b（如图实一8所示），则当此探针与 a点接触时，电表的指针应 （填“左偏”、“指零”或“右偏”）；当此探针与b点接触时，电表的指针应 （填“左 偏”、“指零”或“右偏”）,资料个人收集整理，勿做商业用途解析：根据实验要求，以两电极间一系列等距点为基准点，然后探测平面内和基准点电势相等的点，它们组成的平滑曲线就是等势线.所以，应选择量程较小的电流表，才

13、能够提高测量的精确度，为减小误差，电流表应该选择E;本实验是用恒定的电流场来模拟等量异种电荷的静电场，所以电源应该选 B;根据实验原理，可分析复写纸、导电纸、白纸的铺设顺序， 注意这里要求的是自上而下.资料个人收集整理，勿做商业用途答案：B、E 导电纸 复写纸 白纸 指零 指零9.图中给出的器材为：电源 E（电动势为12 V,内阻不计），木板N（板上从下往上依次叠放 白纸、复写纸、导电纸各一张 ），两个金属条 A、B（平行放置在导电纸上，与导电纸接触良好，用作电极），滑动变阻器R（其总阻值小于两平行电极间导电纸的电阻），直流电压表V（量程为6 V,内阻很大，其负接线柱与 B极相连，正接线柱与探

14、针 P相连)，开关S.现要用图 中仪器描绘两平行金属条 AB间电场中的等势线， AB间的电压要求取为 6 V.资料个人收集整理, 勿做商业用途(I )在图中连线，画成实验电路原理图4宏一 1-(n)下面是主要的实验操作步骤，将所缺的内容填写在横线上方.力a.接好实验电路.I - ' n T-r- - "b . . 一 资料个人收集整理，勿做商业用途c.合上S,并将探针P与A相接触.d. .资料个人收集整理，勿做商业用e.用探针压印的方法把 A、B的位置标记在白纸上，画一线段连接 AB两极，在连线上选取 间距大致相等的5个点作为基准点，用探针把它们的位置压印在白纸上.资料个人收集整理，勿做商业用途f.将探针与某一基准点相接触， ,这一点是此基 准点的等势点.用探针把这一点的位置也压印在白纸上.用相同的方法找出此基准点的其他等势点.资料个人收集整理，勿做商业用途g.重复步骤f,找出其他4个基准点的等势点.取出白纸，画出各条等势线.解析：本题主要考查匀强电场的等势面的特点以及用与模拟等量异 种电荷的电场的相似的方法模拟匀强电场，考查了知识的迁移能力.资