等势线的描绘.ppt

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1、电场中等势线的描绘电场中等势线的描绘 实验目的实验目的学会用描迹法画出电场中平面上的等势线；验证电场中各点的电势是顺着电场线方向逐渐降低的；理解对等势线和电场线相互垂直，等势线不会相交等性质。实验原理实验原理用导电纸中的稳恒电流场模拟真空中的静电场。点拨：点拨：本实验是用两个带圆形电极模拟两等量异种点电荷在平面内的电场。实验步骤实验步骤 课件演示课件演示实验结论实验结论根据电场方向的规定，由实验得知，电场线始于正电荷止于负电荷；电场线越密，等势线也越密；电场线与等势线垂直。实验器材实验器材白纸复写纸导电纸各一张图钉4枚平木板一块和圆柱电极一对直流电源（电压约为6伏）和电键一个、导线5根灵敏电流

2、计和探针两根直尺（或三角板）点拨点拨：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，纸上导电性能才能一致，否则会使测绘出的等势线产生畸变。点拨点拨：对圆柱电极应一样大，直径为1厘米。实验变通实验变通变通（变通（1）：原理不变，变电极。）：原理不变，变电极。用一个直径用一个直径1厘米的金属圆柱套上一个内径大厘米的金属圆柱套上一个内径大于于8厘米的金属圆环，再接通电源，按实验条例厘米的金属圆环，再接通电源，按实验条例中的步骤用探针去探测等势点，不过此时基准中的步骤用探针去探测等势点，不过此时基准线应该是直径，最好取两条垂直；若金属圆柱线应该是直径，最好取两条垂直；

3、若金属圆柱接正极，圆环接负极，则模拟正点电荷电场，接正极，圆环接负极，则模拟正点电荷电场，如图如图4-4，反之，模拟负点电荷电场，有趣的是，反之，模拟负点电荷电场，有趣的是电极的极性虽改变，可是等势线（即同心圆）电极的极性虽改变，可是等势线（即同心圆）并不改变，改变的是什么呢？并不改变，改变的是什么呢？将电极换成完全相同的平板铁夹（刃部去掉将电极换成完全相同的平板铁夹（刃部去掉漆层），连同白纸、复写纸、导电纸、薄木板漆层），连同白纸、复写纸、导电纸、薄木板一起夹好，如图一起夹好，如图4-5然后在纸中央画一条水平然后在纸中央画一条水平基准线，等分基准线描出基准线，等分基准线描出5个基准点，照实验

4、个基准点，照实验步骤描出步骤描出5条等势线，模拟匀强电场。条等势线，模拟匀强电场。变通（变通（2）：原理不变、电极不变、变导电纸。）：原理不变、电极不变、变导电纸。电子仪器中常把电路不同电子仪器中常把电路不同部分分别联结到铝制仪器部分分别联结到铝制仪器底盘上，借以构成通电子底盘上，借以构成通电子仪器中常把电路不同部分仪器中常把电路不同部分分别联结到铝制仪器底盘分别联结到铝制仪器底盘上，借以构成通路及共同上，借以构成通路及共同的电势零点，图的电势零点，图4-6所示所示在矩形底盘上在矩形底盘上A、B两点两点为两联结点，且知电流由为两联结点，且知电流由A经底盘到达经底盘到达B，绘出等绘出等势线与电场

5、线如图势线与电场线如图4-6。例例1(96年全国）（年全国）（1）在用电流场模拟静电场描绘电场等势线的实）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，应该选用的是验中，在下列所给出的器材中，应该选用的是 A6伏的交流电源伏的交流电源B6伏的直流电源伏的直流电源C100伏的直流电源伏的直流电源D量程量程0 0.5伏，零刻度在伏，零刻度在 刻度盘中央的电压表刻度盘中央的电压表E量程量程0 300微安，零刻度微安，零刻度 在刻度盘中央的电流表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

6、序是（自上而下）顺序是（自上而下）_在实验中，按下电键接通电路，若一探针与基准点接触，另一探在实验中，按下电键接通电路，若一探针与基准点接触，另一探针已分别在基准点的两侧找到了实验所需要的两点针已分别在基准点的两侧找到了实验所需要的两点a、b，如图，如图，4-7，则当此探针与，则当此探针与a点接触时，电表的指针应点接触时，电表的指针应_（填左偏、（填左偏、指零、右偏），当此探针与指零、右偏），当此探针与b点接触时，电表的指针应点接触时，电表的指针应_（填（填左偏、指零、右偏）。左偏、指零、右偏）。例例2【04全国理综卷全国理综卷】图】图10中给出器材为：电源中给出器材为：电源E（电动势为电动势

7、为12V，内阻不计），木板内阻不计），木板N（板上从下往上依次叠放白纸、复写纸、导板上从下往上依次叠放白纸、复写纸、导电纸各一张），两个金属条电纸各一张），两个金属条A、B（平行放置在导电纸上，与导电平行放置在导电纸上，与导电纸接触良好，用作电极），滑线变阻器纸接触良好，用作电极），滑线变阻器R（其总阻值小于两平行电其总阻值小于两平行电极间导电纸的电阻），直流电压表极间导电纸的电阻），直流电压表V（量程为量程为6V，内阻很大，其负内阻很大，其负接线柱与接线柱与B极相连，正接线柱与探针极相连，正接线柱与探针P相连），开关相连），开关K。现要用图中仪器描绘两平行金属条现要用图中仪器描绘两平行金属条

8、AB间电场中的等势线。间电场中的等势线。AB间的间的电压要求取为电压要求取为6V。）在图中连线，画成实验电路原理图。在图中连线，画成实验电路原理图。）下面是主要的实验操作步骤，将所缺的内容填写在横线上方。）下面是主要的实验操作步骤，将所缺的内容填写在横线上方。a.接好实验电路。接好实验电路。b.。c.合上合上K，并将探针并将探针P与与A相接相接;d ；e.用探针压印的方法把用探针压印的方法把A、B的位置标的位置标记在白纸上。画一线段连接记在白纸上。画一线段连接AB两极，两极，在连线上选取间距大致相等的在连线上选取间距大致相等的5个点作个点作为基准点，用探针把它们的位置印在白纸上。为基准点，用探

9、针把它们的位置印在白纸上。f.将探针与某一基准点相接触，将探针与某一基准点相接触，这一点是此基，这一点是此基准的等势点。准的等势点。用探针把这一点的位置也压印在白纸上。用相同的方法找出此基用探针把这一点的位置也压印在白纸上。用相同的方法找出此基准点的其它等势点。准点的其它等势点。g.重复步骤重复步骤f，找出其它找出其它4个基准点的等势点。取出白纸画出各条个基准点的等势点。取出白纸画出各条等势线。等势线。例3：在前面实验图4-1中，当探针1与基准点C接触，探针与F点（未标出）接触，电流计指针向左摆，这时探针应_（填左移、右移、上移、下移）（设已知电流从右接线柱流入时，电流计指针向右偏转）。（3）

10、如图）如图4-5所示装置中，两平行铁夹正所示装置中，两平行铁夹正中央放上一铜质圆环中央放上一铜质圆环C紧压在导电纸上不紧压在导电纸上不接电源，代表电场中的导体，某同学用灵接电源，代表电场中的导体，某同学用灵敏电流计接出两个探针描绘出平面上等势敏电流计接出两个探针描绘出平面上等势线和电场线如图线和电场线如图4-8所示，问：所示，问：当两个探当两个探针探测针探测C环内任意两点时，电流计指针应环内任意两点时，电流计指针应_（左偏、指零、右偏），表明在电（左偏、指零、右偏），表明在电场中场中_当两个探针当两个探针探测探测C环上各点时，电流计指针应环上各点时，电流计指针应_（左偏、指零、右偏），当两个探（左偏、指零、右偏），当两个探针探测针探测C环上任一点和环上任一点和C环内导电纸上任一环内导电纸上任一点时，电流计指针应点时，电流计指针应_（左偏、指零、（左偏、指零、右偏）表明右偏）表明_从这位同学从这位同学描绘的图描绘的图4-8可以看出可以看出_