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1、高中物理实验教程(电学部分)【知识与技能目标】项目目标要求目标层次了解理解应用独立操作1.用描迹法画出电场中平面上的等势线1.灵敏电流计的使用2.组成实验电路3.电场中平面上的等势线的描绘√√√√√√√√√√√√2.描绘小电珠的伏安特性曲线1.电流表、电压表的使用和读数2.分压式电路的连接3.描绘小电珠的伏安特性曲线√√√√√√√√√√√√【过程和方法目标】项目目标要求目标层次AB1.用描迹法画出电场中平面上的等势线1.电流的方向与灵敏电流计指针的偏转方向的关系的判定2.正确组装实验并描绘等势线√√
2、2.描绘小电珠的伏安特性曲线1.准确读数的方法2.实验电路的组成与安装3.画出U-I曲线,分析其变化规律√√√【情感态度与价值观目标】略学生实验(一)用描迹法画出电场中平面上的等势线【实验预习】1.欧母定律I=U/R中各量的物理意义是什么?本实验是怎样利用欧母定律找出等势点的?2.本实验描绘的等势线是真正的静电场中的等势线吗?3.由于导电纸上不便描绘等势线,因此采用了复写纸将导电纸上等势点复印在一张白纸上,此时导电纸上有导电物质的一面是朝上还是朝下?【实验目的】1．用描迹法画出电场中平面上的等势线2
3、．培养学生在电场中的空间想象能力【实验原理】用导电纸上形成的电流场来模拟静电场，当在电流场中与导电纸接触的两根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，指针不偏转。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】1.学生用的低压电源或电池组（电压约6伏）；2.灵敏电流计;3.电键;4.一个平整的木板;5.白纸;6.复写纸;7.导电纸;8.圆柱形金属电极两个;9.探针两根;10.图订;导线若干.【实验步骤】1.在平整的木板上,由下而上依次铺放白
4、纸、复写纸、导电纸各一张,导电纸应将导电面朝上,再用图订把它们一起固定在木板上.2．在导电纸上相距约10cm处平放两个圆柱形电极（如果没有圆柱形电极，也可用两枚图订代替），并将电极分别与6V直流电源的正负极相连(如图1所示)3．.将两根探针分别接到电流计的“+”、“-”接线柱上。4．在导电纸上画两个电极的连线AB，在连线上取间距大致相等的5个点作为基准点，并用探针把它们的位置复印在白纸上。5．接通电源，将一探针跟AB连线上的某一基准点相接触，然后在导电纸上AB连线的一旁约1cm处轻轻移动另一根探针，
5、直到使电流计的指针不再发生偏转，用探针把这一点的位置复印在白纸上。6．按步骤5的方法在这个基准点的两侧逐步由近及远探测4—5个等势点,相邻两个等势点间的距离约为1cm.图17.用步骤5、6的方法探测出另外4个基准点的等势点。8．断开电源，取出白纸，将5组等电势点分别连接成5条平滑的曲线，这就是5条等势线。【实验记录】将描绘的等势线贴在下面空白处。【实验分析】本实验所描绘出的等势线的形状应与等量异种点电荷电场中的等势线相似。在实验操作都正常的情况下，若该等势线与等量异种点电荷的等势线相差较远，，表明导
6、电纸的电阻分布不均匀；若个别点偏离相应等势线较远，则可能是接触不量造成的。【实验结论】本实验所描绘的即是等量异种点电荷的电场中一个平面上的等势线。【实验反思】同此实验的原理相仿，能否设计一个实验，来描绘等量同种点电荷间的点场或带电平行板间的电场或带电同轴柱面间的电场的等势线？【方法举例】例1．在用恒定电流场模拟静电场描绘电场中等势线的实验中:(1)在下列给出的器材中，应选用的是（用器材前面的字母表示）_____________•ｏｏA.6V交流电源B.6V直流电源C.100V直流电源D.量程0—1.
7、0V、零刻度在中间的电压表E.量程0—0.6A、零刻度在中间的电流表F．量程0—300µA、零刻度在中间的电流表（2）在实验中按下开关，接通电路，若一根探针分别与基准点B的两侧的两点A、C探触（如图2所示），则当探针与A点接触时，电流计的指针应__________,当探针与C点接触时,电流表的指针应____________(填“左偏”、“右偏、”或“指零”.已知电流表中的电流从正接线柱流入负接线柱流出时,电流表的指针向右偏)分析和解:图2(1)因为直接描绘点电荷产生的静电场中的等势线十分困难,而某些
8、恒定电流场和静电场的分布规律很相似,所以本实验用在导电纸上形成的恒定电流场来模拟静电场做实验,必须是直流电源才能保证电流恒定,同时要保证操作安全,应该使用低压电源,所以电源选B.当电场中某两点间的电势差为零时,则接入这两点间的电路上应没有电流通过,所以应该用灵敏电流计来检测,故电流表应选F.(2)根据电流场中等势线的分布规律,我们可以断定A点电势要低于B点的电势,C点的电势要高于B点的电势.而红色的探针是接电流表的正接线柱的,黑色探针是接电流表的负接线柱的.因此,当红
