实验十用描迹法画出电场中平面上的等势线

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1、实验十用描迹法画出电场中平面上的等势线【实验目的】用描迹法画出电场中一个平面上的等势线.【实验原理】用导电纸上形成的稳恒电流场来模拟静电场，当两探针与导电纸上电势相等的两点接触时，与探针相连的灵敏电流表中通过的电流为零，指针不偏转，从而可以利用灵敏电流表找出导电纸上的等势点，并依据等势点描绘出等势线.要点归纳【实验器材】木板、白纸、复写纸、导电纸、圆柱形电极、导线、电池、电键、探针、灵敏电流表.【实验步骤】1.安装(1)在平整的塑料板（或木板）上依次使白纸、复写纸、导电纸（将导电面朝上）穿过螺杆铺放，将两个圆柱形铜电极A、B分别套

2、在螺杆上，并用螺母拧紧（保证与导电纸接触完好）.(2)两个圆柱形铜电极A、B相距约为10cm，将电极A、B分别与6V的直流电源的正、负极相连接，如图1甲所示.图1(3)将两根探针分别接到电流计的“+”“-”接线柱上.2.选基准点在导电纸上画两个电极的连线AB，在连线上取大致等距的五个点作基准点a、b、c、d、e,并用探针把它们的位置复印在白纸上.3.探测等势点(1)接通电源，将探针接触电极A，另一探针接触导电纸（注意跨度要小，保证电流表示数不要太大），判断出指针偏转方向与电流方向的关系.(2)将左手探针跟AB连线上某一基准点相接触

3、，然后在导电纸平面AB连线旁距此基准点约1cm处轻轻移动右手探针，直到电流表指针不再发生偏转，用探针把这一点位置复印在白纸上.(3)按步骤（2）的方法在这个基准点两侧逐步由近及远地探测得到4~8个等势点.(4)按同样的方法，找出其余四个基准点的4~8个等势点，断开电源.4.画等势线取出白纸，根据五个基准点的等势点画出五条平滑的曲线，如图乙.【注意事项】1.使用的灵敏电流表，应选择零刻度在正中间的那种.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.寻找等电势点时，应从基准点附近由近及远地逐渐推移，不可大跨度地移

4、动，以免电势差过大.4.探测等势点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.【误差分析】所使用的电流表的精度是本实验产生误差的主要因素之一，因此，在条件允许的情况下，要尽可能使用精度较高的电流表.典例剖析【例1】在用电流场模拟静电场描绘电场等势线的实验中，在下列所给出的器材中，应该选用的是（用器材前的字母表示）.A.6V的交流电源B.6V的直流电源C.100V的直流电源D.量程0~0.5V，零刻度在刻度盘中央的电压表E.量程0~300μA,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

5、们的顺序（自上而下）是①__②③.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O的两侧找到了实验所需要的两点a、b（如图2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”）.图2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，只有选择量程较小的电流表，才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

6、模拟等量异号电荷的静电场，所以电源应该选B；根据实验原理，可分析复写纸、导电纸、白纸的铺放顺序，注意这里要求的是自上而下.答案BE导电纸复写纸白纸指零指零【例2】在“用描迹法画出电场中平面上的等势线”的实验中，采用的装置如图3甲所示.在平整的木板上，由下而上依次铺放白纸、复写纸和导电纸，A、B为两个电极，分别接在路端电压为6V的电源两端.A接电源正极，B接电源负极，在AB两点的连线上，有a、b、c、d、e五个等间距的点.图3(1)五个基准点中，电势最低的点是：.(2)若用图3乙中的灵敏电流表的两个接线柱引出的两个表笔（探针）分别接

7、触图甲中的d、f两点（d、f连线和A、B相连垂直）时，指针向左偏（若电流从红表笔流进时，指针向右偏），则电流表的红表笔接触在___点；(3)若用图乙中的灵敏电流表的两个表笔（探针）分别接触图甲中的a、g两点（a、g连线和A、B连线垂直）时，发现电流表指针偏离刻度盘中央位置.为使指针仍指在刻度盘中央（即不发生偏转），应将接g的表笔向（填“左”或“右”）移动.解析(1)电路中，电源正极电势最高，负极电势最低，因而基准点中e点电势最低.(2)由题意知电流表是红进右偏，黑进左偏，由电路分析知今指针左偏，说明电流是黑进，即黑笔处电势高，红笔

8、处电势低，红笔接在d点.(3)据电路电势分布：,，接g的表笔应向左移动.答案(1)e(2)d(3)左创新实验【例3】用下列器材和仪器可模拟描绘两个等量同种点电荷形成的电场中等势线的分布情况.木板N，白纸、复写纸、导电纸各一张，电动势为12V、内电阻