用描跡法畫出電場中平面上等勢線

1、【實驗?zāi)康膶嶒災(zāi)康摹坑妹枸E法畫出電場中一個平面用描跡法畫出電場中一個平面上的等勢線上的等勢線【實驗原理實驗原理】用平面導(dǎo)電紙上的恒定電流場用平面導(dǎo)電紙上的恒定電流場模擬真空中的等量異種電荷的靜電場，模擬真空中的等量異種電荷的靜電場，當電場中與導(dǎo)電紙接觸的兩探針尖端當電場中與導(dǎo)電紙接觸的兩探針尖端的電勢差為零時，與探針相連的電流的電勢差為零時，與探針相連的電流表中電流為零，從而可以通過探針找表中電流為零，從而可以通過探針找出電流場中的等勢點，并依據(jù)等勢點出電流場中的等勢點，并依據(jù)等勢點描出等勢線描出等勢線【實驗器材實驗器材】平整的塑料板平整的塑料板(木板木板)、圖釘、白、圖釘、白紙、復(fù)寫紙、導(dǎo)電

2、紙、圓柱形的銅電紙、復(fù)寫紙、導(dǎo)電紙、圓柱形的銅電極、導(dǎo)線、學(xué)生低壓直流電源極、導(dǎo)線、學(xué)生低壓直流電源(或電池或電池組組)、探針兩根、靈敏電流表、探針兩根、靈敏電流表【實驗步驟實驗步驟】1.安裝器材安裝器材(1)在平整的塑料板在平整的塑料板(或木板或木板)上依次上依次使白紙、復(fù)寫紙、導(dǎo)電紙使白紙、復(fù)寫紙、導(dǎo)電紙(將導(dǎo)電面朝將導(dǎo)電面朝上上)穿過螺桿鋪放，將兩個圓柱形銅電穿過螺桿鋪放，將兩個圓柱形銅電極極A、B分別套在螺桿上，并用螺母擰分別套在螺桿上，并用螺母擰緊緊(保證與導(dǎo)電紙接觸完好保證與導(dǎo)電紙接觸完好)(2)兩個圓柱形銅電極兩個圓柱形銅電極A、B相距約為相距約為10 cm，將，將電極電極A、B

3、分別與分別與6 V的直的直流電源的正、負極相連接，流電源的正、負極相連接，如圖如圖941所示所示(3)將兩根探針分別接將兩根探針分別接到靈敏電流表的到靈敏電流表的“”“”“”接線柱上接線柱上圖圖9 94 41 12選基準點選基準點在導(dǎo)電紙上畫兩個電極的連線在導(dǎo)電紙上畫兩個電極的連線AB，在連線上取大致等距的五個點作基準在連線上取大致等距的五個點作基準點點a、b、c、d、e，并用探針把它們的，并用探針把它們的位置復(fù)印在白紙上位置復(fù)印在白紙上3探測等勢點探測等勢點(1)接通電源，將探針接觸電極接通電源，將探針接觸電極A，另一探針接觸導(dǎo)電紙另一探針接觸導(dǎo)電紙(注意跨度要小，保注意跨度要小，保證電流表

4、示數(shù)不要太大證電流表示數(shù)不要太大)，判斷出指針偏，判斷出指針偏轉(zhuǎn)方向與電流方向的關(guān)系轉(zhuǎn)方向與電流方向的關(guān)系(2)將左手探針跟將左手探針跟AB連線上某一基準連線上某一基準點相接觸，然后在導(dǎo)電紙平面點相接觸，然后在導(dǎo)電紙平面AB連線旁連線旁距此基準點約距此基準點約1 cm處輕輕移動右手探針，處輕輕移動右手探針，直到電流表指針不再發(fā)生偏轉(zhuǎn)，用探針直到電流表指針不再發(fā)生偏轉(zhuǎn)，用探針把這一點位置復(fù)印在白紙上把這一點位置復(fù)印在白紙上(3)按步驟按步驟(2)的方的方法在這個基準點的兩側(cè)法在這個基準點的兩側(cè)逐步由近及遠地探測得逐步由近及遠地探測得到到48個等勢點個等勢點(4)按同樣的方法，按同樣的方法，找出其

5、余四個基準點的找出其余四個基準點的48個等勢點，斷開電個等勢點，斷開電源源圖圖9 94 42 24畫等勢線畫等勢線取出白紙，根據(jù)五個基準點的等取出白紙，根據(jù)五個基準點的等勢點畫出五條平滑的曲線，如圖勢點畫出五條平滑的曲線，如圖942所示所示一、誤差分析一、誤差分析1所使用的電流表的精度是本實所使用的電流表的精度是本實驗產(chǎn)生誤差的主要因素之一，因此在驗產(chǎn)生誤差的主要因素之一，因此在條件允許的情況下，要盡可能使用精條件允許的情況下，要盡可能使用精度較高的電流表度較高的電流表2電極與導(dǎo)電紙是否接觸良好也電極與導(dǎo)電紙是否接觸良好也是本實驗產(chǎn)生誤差的主要因素之一，是本實驗產(chǎn)生誤差的主要因素之一，對此，安

6、裝電極時要加以注意，可以對此，安裝電極時要加以注意，可以在木板上墊在木板上墊3張張5張白紙張白紙3圓柱形電極的大小也會給本實圓柱形電極的大小也會給本實驗帶來誤差，圓柱形電極應(yīng)選一樣大驗帶來誤差，圓柱形電極應(yīng)選一樣大的直徑為的直徑為1 cm的磨平銅柱的磨平銅柱4導(dǎo)電紙是否符合要求也是產(chǎn)生導(dǎo)電紙是否符合要求也是產(chǎn)生誤差的因素之一誤差的因素之一(導(dǎo)電紙的電阻率應(yīng)導(dǎo)電紙的電阻率應(yīng)遠大于金屬電極的電阻率，且導(dǎo)電涂遠大于金屬電極的電阻率，且導(dǎo)電涂層要均勻?qū)右鶆?二、注意事項二、注意事項1靈敏電流表必須選零刻度在中央靈敏電流表必須選零刻度在中央的的(對雙量程靈敏電流表應(yīng)選較小的量程對雙量程靈敏電流表應(yīng)選較

7、小的量程)，電源必須是直流穩(wěn)壓電源，電壓為電源必須是直流穩(wěn)壓電源，電壓為6 V.2電流表允許通過的電流是很小的，電流表允許通過的電流是很小的，一般不超過幾百微安，實驗時若指針偏轉(zhuǎn)一般不超過幾百微安，實驗時若指針偏轉(zhuǎn)超過滿刻度，應(yīng)立即斷開，以防損壞電流超過滿刻度，應(yīng)立即斷開，以防損壞電流表表3電流表不要直接接在電源上，以電流表不要直接接在電源上，以防偶然出現(xiàn)的大電流燒壞電流表防偶然出現(xiàn)的大電流燒壞電流表4幾種紙的順序：自下而上是白幾種紙的順序：自下而上是白紙、復(fù)寫紙、導(dǎo)電紙，其中導(dǎo)電紙有紙、復(fù)寫紙、導(dǎo)電紙，其中導(dǎo)電紙有導(dǎo)電物質(zhì)的一面要向上導(dǎo)電物質(zhì)的一面要向上5兩圓柱形金屬電極要與導(dǎo)電紙兩圓柱形金

8、屬電極要與導(dǎo)電紙良好接觸，且不能太靠近導(dǎo)電紙邊良好接觸，且不能太靠近導(dǎo)電紙邊緣緣6尋找等勢點的方法：應(yīng)從基準尋找等勢點的方法：應(yīng)從基準點附近由近及遠逐漸推移，不能大幅點附近由近及遠逐漸推移，不能大幅度移動度移動7導(dǎo)電紙上的導(dǎo)電物質(zhì)很薄，尋導(dǎo)電紙上的導(dǎo)電物質(zhì)很薄，尋找等勢點時，不要用探針在導(dǎo)電紙上找等勢點時，不要用探針在導(dǎo)電紙上劃動，要用點接觸法劃動，要用點接觸法8描繪等勢線時要用平滑曲線將描繪等勢線時要用平滑曲線將各等勢點連接起來，不能畫成折線各等勢點連接起來，不能畫成折線(2010年河北保定調(diào)研年河北保定調(diào)研)在在“用描跡用描跡法畫出電場中平面上的等勢線法畫出電場中平面上的等勢線”的實的實驗

9、中，下列所給出的器材中，應(yīng)該選驗中，下列所給出的器材中，應(yīng)該選用的是用的是_(用器材前的字母表用器材前的字母表示示)題型一題型一 對實驗器材及實驗原理的考查對實驗器材及實驗原理的考查例例1A6 V的交流電源的交流電源B6 V的直流電源的直流電源C100 V的直流電源的直流電源D量程量程00.5 V，零刻度在刻度，零刻度在刻度盤中央的電壓表盤中央的電壓表E量程量程0300 A，零刻度在刻，零刻度在刻度盤中央的電流表度盤中央的電流表在實驗過程中，要在實驗過程中，要把復(fù)寫紙、導(dǎo)電紙、白把復(fù)寫紙、導(dǎo)電紙、白紙鋪放在木板上，它們紙鋪放在木板上，它們的順序的順序(自上而下自上而下)是是_、_、_.圖圖9

10、94 43 3在實驗中，按下電鍵，接通電在實驗中，按下電鍵，接通電路若一個探針與基準點路若一個探針與基準點O接觸，另一接觸，另一探針已分別在基準點探針已分別在基準點O的兩側(cè)找到了實的兩側(cè)找到了實驗所需要的兩點驗所需要的兩點a、b(如圖如圖943)，則當此探針與則當此探針與a點接觸時，電表的指針點接觸時，電表的指針應(yīng)應(yīng)_(填填“左偏左偏”、“指零指零”或或“右偏右偏”)；當此探針與；當此探針與b點接觸時，電點接觸時，電表的指針應(yīng)表的指針應(yīng)_(填填“左偏左偏”、“指零指零”或或“右偏右偏”)【解析解析】根據(jù)實驗要求，以兩電極間根據(jù)實驗要求，以兩電極間一系列等距點為基準點，然后探測平面內(nèi)和一系列等距

11、點為基準點，然后探測平面內(nèi)和基準點電勢相等的點，它們組成的平滑曲線基準點電勢相等的點，它們組成的平滑曲線就是等勢線所以，只有選擇量程較小的電就是等勢線所以，只有選擇量程較小的電流表，才能夠提高測量的精確度，為減小誤流表，才能夠提高測量的精確度，為減小誤差，電流表應(yīng)該選擇差，電流表應(yīng)該選擇E；本實驗是用恒定的；本實驗是用恒定的電流場來模擬等量異種電荷的靜電場，所以電流場來模擬等量異種電荷的靜電場，所以電源應(yīng)該選電源應(yīng)該選B；根據(jù)實驗原理，可分析復(fù)寫紙、；根據(jù)實驗原理，可分析復(fù)寫紙、導(dǎo)電紙、白紙的鋪設(shè)順序，注意這里要求的導(dǎo)電紙、白紙的鋪設(shè)順序，注意這里要求的是自上而下是自上而下【答案答案】B、E導(dǎo)

12、電紙復(fù)寫紙白紙指導(dǎo)電紙復(fù)寫紙白紙指零指零零指零(2010年東城模擬年東城模擬)圖圖944中給中給出的器材為：出的器材為：電源電源E(電動勢為電動勢為12 V，內(nèi)阻不計，內(nèi)阻不計)，木板木板N(板上從下往上依次疊放白紙、板上從下往上依次疊放白紙、復(fù)寫紙、導(dǎo)電紙各一張復(fù)寫紙、導(dǎo)電紙各一張)，兩個金屬條，兩個金屬條A、B(平行放置在導(dǎo)電紙上，與導(dǎo)電紙平行放置在導(dǎo)電紙上，與導(dǎo)電紙接觸良好，用作電極接觸良好，用作電極)，滑動變阻器，滑動變阻器R(其總阻值小于兩平行電極間其總阻值小于兩平行電極間題型二題型二 實驗創(chuàng)新設(shè)計實驗創(chuàng)新設(shè)計例例2導(dǎo)電紙的電阻導(dǎo)電紙的電阻)，直流電壓表，直流電壓表V(量量程為程為6

13、 V，內(nèi)阻很大，其負接線柱與，內(nèi)阻很大，其負接線柱與B極相連，正接線柱與探針極相連，正接線柱與探針P相連相連)，開，開關(guān)關(guān)S.現(xiàn)要用圖中儀器描繪兩平行金屬現(xiàn)要用圖中儀器描繪兩平行金屬條條AB間電場中的等勢線，間電場中的等勢線，AB間的電壓間的電壓要求取為要求取為6 V.(1)在圖在圖944中連線，畫成實驗中連線，畫成實驗電路原理圖；電路原理圖；圖圖9 94 44 4(2)下面是主要的實驗操作步驟，下面是主要的實驗操作步驟，將所缺的內(nèi)容填寫在橫線上方將所缺的內(nèi)容填寫在橫線上方a接好實驗電路接好實驗電路b_.c合上合上S，并將探針，并將探針P與與A相接相接觸觸d_.e用探針壓印的方法把用探針壓印的

14、方法把A、B的位的位置標記在白紙上畫一線段連接置標記在白紙上畫一線段連接AB兩極，兩極，在連線上選取間距大致相等的在連線上選取間距大致相等的5個點作為個點作為基準點，用探針把它們的位置壓印在白基準點，用探針把它們的位置壓印在白紙上紙上f將探針與某一基準點相接觸，將探針與某一基準點相接觸，_，這，這一點是此基準點的等勢點用探針把這一點是此基準點的等勢點用探針把這一點的位置也壓印在白紙上用相同的一點的位置也壓印在白紙上用相同的方法找出此基準點的其他等勢點方法找出此基準點的其他等勢點g重復(fù)步驟重復(fù)步驟f，找出其他，找出其他4個基準個基準點的等勢點取出白紙畫出各條等勢點的等勢點取出白紙畫出各條等勢線線【解析解析】(1)AB間電間電壓要求取為壓要求取為6 V，而電源電動，而電源電