用描跡法畫電電場中的等勢線(上課)

用描跡法畫出電場中平面上的等勢線一、實驗原理：1.利用恒定電流場模擬真空中的靜電場.2.當兩探針尖端接觸導(dǎo)電紙的兩點電勢相等(電勢差為零)時，則與探針相連的靈敏電流表中電流為零.從而可以通過探針找出電場中的等勢點，并依據(jù)等勢點描等勢線.二、試驗器材：1.低壓學生電源(直流)或干電池(6V)，2.靈敏電流表，3.電鍵，4.導(dǎo)電紙，5.白紙，6.復(fù)寫紙，7.圓柱形金屬電極兩個，8.探針兩個，9.圖釘，10.導(dǎo)線若干，11.木板

(1).在平木板上鋪一張白紙,白紙上依次鋪放復(fù)寫紙、導(dǎo)電紙各一張,導(dǎo)電紙有導(dǎo)電物質(zhì)的一面向上,再用圖釘把它們固定在木板上.三、實驗步驟：1.安裝儀器.2.選基準點.3.探測等勢點.4.畫等勢線.

(2).在導(dǎo)電紙上將兩個導(dǎo)電圓柱形電極A和B按一定的位置固定好,兩個電極之間的距離為8～10cm,將兩個電極用導(dǎo)線接到電路中去.(3).把兩個探針分別接到靈敏電流計兩接線柱上

(4).在導(dǎo)電紙上畫出兩個電極的連線,并在連線上取間距大致相等的5個點作為基準點.

(5).用一個探針接觸一個基準點不動，接通電源.

用另一個探針在導(dǎo)電紙平面上兩電極連線的一側(cè)，距基準點約1cm處接觸，并左右移動，同時觀察電流計，當電流計指針在0點時，就找到了該基準點的等勢點，用力按一下探針，在白紙上印出這個點.按照上述辦法，在這個基準點兩側(cè)各探出3～5個點.

(6).將兩探針在另外4個基準點處，重復(fù)上述操作，找出相應(yīng)的等勢點.

(7).取出白紙，根據(jù)5組等勢點畫出5條平滑的曲線，它們就是等勢線(如圖所示).

4.兩電極應(yīng)牢固壓在導(dǎo)電紙上，電極與導(dǎo)電紙的相對位置不能改變，使整個圓周邊緣都和導(dǎo)電層接觸良好.四.注意事項：

1.三張紙固定好，不能在實驗過程移動.

2.木板表面應(yīng)平整，導(dǎo)電紙的導(dǎo)電物質(zhì)涂層應(yīng)均勻，探針頭要細,靈敏電流計內(nèi)阻要小，精度要高.3.由下至上按白紙、復(fù)寫紙、導(dǎo)電紙的先后順序在木板上鋪好，而且導(dǎo)電紙有導(dǎo)電物質(zhì)的一面(黑色)朝上.

5.探針的跨度切忌過大,以防損壞靈敏電流計.

6.盡量使相鄰兩基準點之間距離相等.定位應(yīng)在基準點兩側(cè)對稱進行,力求所測出的等勢點分布均勻.五、誤差分析：

1.所使用的電流表的精度是產(chǎn)生誤差的主要因素之一，直接影響所找出等勢點的位置.

2.電極和探針與導(dǎo)電紙接觸是否良好，影響找出的等勢點位置是否準確.3.導(dǎo)電紙涂層是否均勻,電阻率是否較大,這都影響模擬的等勢線的分布是否產(chǎn)生畸變.7.鑒于導(dǎo)電紙邊緣處的等勢線會變形,探測等勢點不要靠近導(dǎo)電紙的邊緣.

8.因?qū)щ娂埳纤繉?dǎo)電物質(zhì)相當薄,故在定位時不要用探針在導(dǎo)電紙上反復(fù)劃動,應(yīng)用點接觸法.9.描繪的等勢線必須是平滑曲線,不應(yīng)畫成折線.六、拓展與創(chuàng)新：問題1:如果試驗室靈敏電流表已壞,是否可用其他儀器代替？（1）用(小量程)安培表代替靈敏電流表（2）伏特表代替靈敏電流表例題：在實驗中，電源電壓為3V，用伏特表代替靈敏電流表，實驗室提供下列伏特表，V1量程為1v，V2量程為3v，V3量程為15v,選用————伏特表？注意操作方法伏特表的一接線柱定在一電極上，移動另一點極，使伏特表示數(shù)相同的點就是等勢點。注意伏特表的內(nèi)阻盡量大，以減小對電流分布的影響。問題2：能否描繪下列電場的等勢線，如能，請設(shè)計實驗？（1）點電荷的電場；（2）等量同種電荷的電場；（3）點電荷和帶電金屬板（異種）間電場（4）平行板金屬板間電場

(1).在圖中a、b、c、d、e五個基準點中,電勢最高的點是

點.

(2).若電流表的兩探針分別接觸圖中d和f兩點(f與d連線和A與B連線垂直)時表針反偏(電流從紅表筆流進時,表針正偏),則電表的紅表筆接在

點.要使表