实验:描绘电场中的等势线 提出问题： 等量异种点电荷的电场线是怎样的？ 等量异种点电荷的等势面是怎样分布的？ 这两个图形是怎么得来的？ 探究一：设计实验，寻找等量异种点电荷的等势线分布情况。 提示: 1、如何得到等量异种点电荷？ 2、用何种仪器测量电势高低，寻找等势点？ 3、如何将寻找到的等势点记录下来？ 由于直接描绘静电场中的等势线非常困难，所以本利用恒定电流形成的电流场来模拟静电场进行实验，从而研究平面上的电场等势线的分布情况。 实验目的 :(1)学会：用描迹法画出电场中平面上的等势线（等量异种电荷的连线所在平面上）(2)验证：电场中各点的电势是顺着电场线方向逐渐降低的 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。 器材:学生用低压电源或电池组（6V）；灵敏电流计；开关；导电纸；白纸；复写张；圆柱形金属电极两个；探针两支；导线若干；木板或塑料底板。 探究二：实验操作方法（步骤） 提示： 1、导电纸、复写纸、白纸的叠放顺序怎样？ 2、为了使画出的等势线具有对称性，应先确定一些基准点，怎样选择这些基准点？ 3、怎样用灵敏电流计判断电势的高低及寻找等势点（先观察灵敏电流计的表盘刻度特点并试触了解指针的偏转情况）？ 步骤: 1. 在平整的木板上，由下而上依次铺放白纸、复写纸、导电纸各一张，导电纸应将导电面朝上，用图钉把三层纸一起固定在木板上. 2．在导电纸上相距10cm，平放两个圆柱形电极（或用两枚图钉代替），并将电极分别与6V直流电源的正负极相连接. 3．将两根探针分别接到电流表的“+”、“—”接线柱上. 4．将两个电极的连线作为基准线，把基准线大致分成六等份，得到5个基准点，并用探针把它们的位置复印在白纸上. 5. 接通电源后，将一个探针固定压在某一个基准点上，一个探针在基准线的两侧轻轻移动，观察电流表的指示，当移到某点电流计示数为零，则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5～7个等势点。 6．接步骤5的方法，换上另一个基准点继续找该基准点的等势点，直到所有基准点都在基准线两侧找到5～7个等电势点. 7．断开电源，取出白纸，将5组等电势点，分别连接成5条平滑的等势线。. • 指针向右偏转，红黑两探针所接触的点，哪点的电势高？ 注意事项： 1. 使用的灵敏电流计，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，不可冒然进行大跨度的移动，以免电势差过大，发生超过电流计满偏电流的现象. 4．该实验模拟的是等量异种点电荷电场的等电势线.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. 5．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. 展示同学们实验所得的等势线分布图 误差分析： 1.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 较高的灵敏电流表。 2．电极与导电纸是否接触良好也是本实验产生误差的主要因素之一，对此，安装电极时要加以注意，可以在木板上垫3—5张白纸。 3．导电纸是否符合要求也是本实验产生误差的主要因素之一，导电纸的电阻率应远大于金属电极的电阻率才能使电极本身成为等势体；导电涂层要均匀导电性才能一致，否则会使测绘出的等势线产生畸变。 ４．圆柱形电极的大小也会给本实验带来误差，圆柱形电极应选一样大的直径为１cm的磨平铜柱两只。 知道了等势线，应用电场线与等势线垂直的原理就可以画出电场线。 • 探究三：变通 —• （1）孤立点电荷的等势线 • （2）匀强电场的等势线 —++—++• （3）等量同种点电荷的等势线 （1）（2）（3）探究四：应用 【例1】 （1996年全国）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—300A，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，它们的顺序（自上而下）是 （1） ，（2） ，（3） . 例2、描绘电场中的等势线的实验装置如图所示，如果以a、b两个电极的连线为x轴，以a、b连线的中垂线为y轴，并将一个探针固定置于y轴上的某一点，合上开关K，而将另一探针由b电极处沿x轴正方向移到a电极的过程中，灵敏电流表 G(量程较大) 的指针与零刻度夹角的变化情况是 A．逐渐增大 B. 逐渐减小 ybC．先变大后变小 xaG 本文来源：https://www.wddqw.com/doc/d95e30588d9951e79b89680203d8ce2f0066650a.html