8实验十 用描迹法画出电场中平面上地等势线.ppt

* 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10 cm，将电极A、 B分别与6 V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，然后在导电纸平面AB连线旁距此基准点约1 cm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.6 V的交流电源 B.6 V的直流电源 C.100 V的直流电源 D.量程0~0.5 V，零刻度在刻度盘中央的电压表 E.量程0~300 μA,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 . 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6 V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