物理实验之电场中等势线的描绘.doc

电场中等势线的描绘 实验目的 用描点法画出电场中一个平面上的等势线； 实验原理 用导电纸上形成的电流场来模拟静电场，当在电流场中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，从而可以利用灵敏电流计找出电场中的等势点，并依据等势点进行等势线的描绘。 实验器材 学生用低压电源或电池组；灵敏电流计；电键；导电纸；白纸；复写纸；圆柱形金属电极两个；探针两支；图钉；导线若干；平木板一块。 ABG图1实验步骤 1、在木板上按顺序铺上白纸、复写纸、导电纸各一张，用图钉固定。 2、在导电纸上压上电极，按图1按好电路。 3、将两根探针分别接到电流表的“+”、“”接线上。 4、画两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； 5、接通电源，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。 6、按同样的方法，取出白纸，沿各个基准点的等势点连成平滑的等势线，绘出电力线。 注意事项 1、使用灵敏电流计，与该选择零刻度的正中间的那种； 2、安放导电纸，导电面应朝上，且电极与导电纸的相对位置不能改变。 3、寻找等势点时，与该基准点相接角的探针要固定不动，另一个探针应从基准点附近由远地逐渐推移，不可冒然进行大跨度的移动，以免电势差过大，发生电流计过电流现象。 4、在实验中探针不要靠近导电纸的边缘，因为导电纸边缘处的等势线会变形。 导电纸上所涂导电物质相当薄，故在定位时不应用探针在导电纸上反复划动，应用点接触法。 巩固练习 1. 如果在“电场中等势线的描绘”的实验中，在下列所给出的器材扎中，应该选用的是（用器材前的字母表示）。 A、6的交流电源。B、6V的直流电源。C、100V的交流电源。 D、量程00.5V，零刻度在刻度盘中央的电流表; E、量程0300A,零刻度在刻度盘中央的电流表。 2、如果在“电场中等势线的描绘实验中，每相差0.2V就画一条等势线，那么，这些等势线在空间的分布是：（A、B、D） A、 以电极连线为中心的轴对称； B、 以电极连线的中垂线为中心的轴对称； C、 等势线之间的距离相等； D、 距电极越近等势线越密。 3、用该实验所提供的器材能否描绘等量同种点电荷电场中的等势线？ 不可以 （填“可发以”或“不可以” ），若把该实验中的圆柱形电极改为长方体电极，会不会影响所描绘的等势线的形状？ 会 （填“会”或“不会” ），若本实验中没有灵敏电流计，是否可以用内阻较大的电压表代替？答 能 （填“能”或“不能” ，如能用电压表代替，其具体做法应如何？ 答：将电压表一端接某一电极，另一端接探针，使探针与各基准点接触并在附近移动，电压表读数相等的点即为等势点。 4、关于探测等势点的操作方法的下列说法中，哪些是正确的？（D） A、 将两个探针压在导电纸上同时慢慢移动，当看见电流指针没有偏转的时候，手就停止滑动，并把两个表笔的位置同时复印在白纸上，如此反复滑动，便可得到许多等势点，描出等势线。 B、 将一个探针始终与一个圆柱形电极接触，让另一个探针在导电纸上慢慢滑动，每发现电流表指针指零时，探针就停下来，并把该位置复印在白纸上，把这些校园用平滑曲线连在一起，就是等势线。 C、 将一个探针压在某一个基准点上，让另一个探针在导电纸上慢慢滑动，滑到一个位置电流表指针无偏转时，这点就是该基准点的等势点，把这一位置复印在白纸上后，就以这一点为新的基准点，再探查新的等到势点，依次在每侧得5个等势点。 D、 将一个压在某一个基准点上，让另一个探针在导电线上慢慢移动，当电流表指针无偏转时，就找到一个等势点，把这一位置复印在白纸上，钛然后再探势点。 5、在“电场中等势线的描绘”实验中，提供了下列操作步骤，请指出有差错的步骤为 7 ，并将正确的步骤选出，按合理的顺序将操作步骤的顺序号在下面的横线上：2、4、6、1、5、3、8、9、10或2、4、1、5、6、3、8、9、10。 （1）在导电纸上画出两个电极的连线。（2）将白纸复写纸、导电纸依次铺放在木板上，并用图钉把三层纸固定资产在木板上。（3）把电键闭合。（4）把两个圆柱形电极平放在导电纸上，并通过电键分别与电源的正负级相连。（5）在两个电极的连线上选取间距大致相等的五个基准点，并用探针把它们的位置复印在白纸上。（6）将灵敏电流计的两个接线柱与两个探针相接。（7）将一个探针接在某个电极上，用另一个探针接触导电纸，探测出若干待势点，连接这些点的平滑曲线就是一条等势线。（8）将一个探针接触某个基准点不动，另一探针缓慢