用描迹法画电场中平面上的等势线.ppt

用描迹法画出电场中平面上的等势线 一 实验目的 会用电流场模拟静电场画等势面 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 学生电源或电池组 电压约为6V 灵敏电流计 开关 导电纸 复写纸 白纸 圆柱形金属电极两个 探针两支 导线若干 木板一块 图钉 刻度尺等 二 实验器材 灵敏电流计 1 灵敏电流计的零刻度在表盘刻度的中央 指针在无电流时指在刻度盘的中央零刻度线上 测电流时把灵敏电流计串联在被测电路中 2 有电流通过灵敏电流计时 指针可能向左或向右偏离零刻度 因此使用时要搞清电流方向和指针偏转方向的关系 3 灵敏电流计的量程很小 一般不超过几毫安 实验时 若超过满偏刻度 应立即切断电源 以防烧坏电流计 4 使用后应把电流计远离电源 三 实验原理 利用导电纸中的恒定电流 两个铜电极 模拟真空中等量异种电荷的静电场 当灵敏电流计两个接线柱引出的两探针与导电纸上两等势点接触时 灵敏电流计中电流为0 指针不偏转 从而可以用灵敏电流计找出导电纸上的等势点 并依等势点画出等势线 四 实验步骤 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 导电纸有导电物质的一面要向上 用图钉把白纸 复写纸和导电纸一起固定在木板上 2 在导电纸上平放两个跟它接触良好的圆柱形电极 两个电极之间的距离约为10cm 将两个电极分别与电压约为6V的直流电源的正负极相接 作为 正电荷 和 负电荷 4 在导电纸上画出两个电极的连线 在连线上取间距大致相等的五个点作基准点 并用探针把它们的位置复印在白纸上 3 把两根探针分别接到灵敏电流计的 接线柱上 5 探测等势点 接通电源 将一探针跟某一基准点接触 然后在这一基准点的一侧距此基准点约1cm处再选一点 在此点将另一探针跟导电纸接触 这时可以找到一点使电流计的指针不发生偏转 把这一点位置印在白纸上 6 按步骤5的方法 在这个基准点的两侧逐步由近及远地各探测出五个等势点 相邻两个等势点之间的距离约为1cm 8 断开电源 取出白纸 根据五个基准点的等势点 画出五条平滑的曲线 这就是五条等势线 7 用同样的方法 探测出另外四个基准点的等势点 2 安放电极时 不能太靠近导电纸的边缘 电极与导电纸接触要良好 且与导电纸的相对位置不能改变 五 注意事项 1 安放导电纸时 有导电物质的一面 黑色 朝上 3 寻找等势点时 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 发生电流计过载现象 4 导电纸上所涂导电物质相当薄 故在寻找等势点时 不能用探针在导电纸上反复划动 而应采用点接触法 5 探测等势点不要太靠近导电纸的边缘 因为实验是用电流场模拟静电场 导电纸边缘的电流方向与边界平行 并不与等量异种电荷电场的电场线相似 6 绝不允许将两探针分别同时与两电极相接触 以防烧坏电流计 例 如图所示 是描绘电场中等势线的实验装置 图中A B为 当电流从标有 号的接线柱流入灵敏电流计G时 其指针向正接线柱一侧偏转 则当灵敏电流计表针指在时 探针所接触的两点恰是等势点 当探针I接在D点 探针II接在某点时 表G指针偏向负接线柱一侧 为了寻得等电势点 探针II应向 填向左或向右 移 圆柱形铜电极 中央零刻度处 左 提供了下列操作步骤 请指出有差错的步骤是 正确的步骤是 在导电纸上画出两个电极的连线 将白纸 复写纸 导电纸依次铺放在木板上 并用图钉把三层固定在木板上 把开关闭合 把两个圆柱形电极平放在导电纸上 并通过开关分别与电源的正负极相连 在两个电极的连线上选取间距大致相等的五个基准点 并用探针把它们的位置复印在白纸上 将灵敏电流计的两个接线柱与两个探针相接 将一个探针接在某个电极上 用另一个探针接触导电纸 探测出若干等势点 连接这些平滑曲线就是一条等势线 将一个探针接触某个基准点不动 另一探针缓慢地反复移动 当灵敏电流计示数为零时 用探针把这个等势点的位置复印在白纸上 用上述方法 在该基准点两侧各探出五个等势点 探测出另外四个基准点的等势点 断开电源 取下白纸 描出电场中的等势线 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 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0 300 A 零刻度在刻度盘中央的电流表 1 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 BE 白纸 导电纸 复写纸 2 在实验中 按下电键 接通电路 若一个探针与基准点O接触 另一个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和b 如下图所示 则当此探针与a点接触时 电表指针应 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 指零 指零 描绘电场中的等势线的实验装置如下图所示 如果以a和b两个电极的连线为x轴 以a和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S 则将另一探针由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C 先变大后变小D 先变小后变大 D 如图为描绘电场中等势线的装置 所用的电流计电流从哪一接线柱流入 其指针就