用描跡法畫(huà)電電場(chǎng)中的等勢(shì)線(上課)

用描跡法畫(huà)出電場(chǎng)中平面上的等勢(shì)線一、實(shí)驗(yàn)原理：1.利用恒定電流場(chǎng)模擬真空中的靜電場(chǎng).2.當(dāng)兩探針尖端接觸導(dǎo)電紙的兩點(diǎn)電勢(shì)相等(電勢(shì)差為零)時(shí)，則與探針相連的靈敏電流表中電流為零.從而可以通過(guò)探針找出電場(chǎng)中的等勢(shì)點(diǎn)，并依據(jù)等勢(shì)點(diǎn)描等勢(shì)線.二、試驗(yàn)器材：1.低壓學(xué)生電源(直流)或干電池(6V)，2.靈敏電流表，3.電鍵，4.導(dǎo)電紙，5.白紙，6.復(fù)寫(xiě)紙，7.圓柱形金屬電極兩個(gè)，8.探針兩個(gè)，9.圖釘，10.導(dǎo)線若干，11.木板

(1).在平木板上鋪一張白紙,白紙上依次鋪放復(fù)寫(xiě)紙、導(dǎo)電紙各一張,導(dǎo)電紙有導(dǎo)電物質(zhì)的一面向上,再用圖釘把它們固定在木板上.三、實(shí)驗(yàn)步驟：1.安裝儀器.2.選基準(zhǔn)點(diǎn).3.探測(cè)等勢(shì)點(diǎn).4.畫(huà)等勢(shì)線.

(2).在導(dǎo)電紙上將兩個(gè)導(dǎo)電圓柱形電極A和B按一定的位置固定好,兩個(gè)電極之間的距離為8～10cm,將兩個(gè)電極用導(dǎo)線接到電路中去.(3).把兩個(gè)探針?lè)謩e接到靈敏電流計(jì)兩接線柱上

(4).在導(dǎo)電紙上畫(huà)出兩個(gè)電極的連線,并在連線上取間距大致相等的5個(gè)點(diǎn)作為基準(zhǔn)點(diǎn).

(5).用一個(gè)探針接觸一個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)不動(dòng)，接通電源.

用另一個(gè)探針在導(dǎo)電紙平面上兩電極連線的一側(cè)，距基準(zhǔn)點(diǎn)約1cm處接觸，并左右移動(dòng)，同時(shí)觀察電流計(jì)，當(dāng)電流計(jì)指針在0點(diǎn)時(shí)，就找到了該基準(zhǔn)點(diǎn)的等勢(shì)點(diǎn)，用力按一下探針，在白紙上印出這個(gè)點(diǎn).按照上述辦法，在這個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)兩側(cè)各探出3～5個(gè)點(diǎn).

(6).將兩探針在另外4個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)處，重復(fù)上述操作，找出相應(yīng)的等勢(shì)點(diǎn).

(7).取出白紙，根據(jù)5組等勢(shì)點(diǎn)畫(huà)出5條平滑的曲線，它們就是等勢(shì)線(如圖所示).

4.兩電極應(yīng)牢固壓在導(dǎo)電紙上，電極與導(dǎo)電紙的相對(duì)位置不能改變，使整個(gè)圓周邊緣都和導(dǎo)電層接觸良好.四.注意事項(xiàng)：

1.三張紙固定好，不能在實(shí)驗(yàn)過(guò)程移動(dòng).

2.木板表面應(yīng)平整，導(dǎo)電紙的導(dǎo)電物質(zhì)涂層應(yīng)均勻，探針頭要細(xì),靈敏電流計(jì)內(nèi)阻要小，精度要高.3.由下至上按白紙、復(fù)寫(xiě)紙、導(dǎo)電紙的先后順序在木板上鋪好，而且導(dǎo)電紙有導(dǎo)電物質(zhì)的一面(黑色)朝上.

5.探針的跨度切忌過(guò)大,以防損壞靈敏電流計(jì).

6.盡量使相鄰兩基準(zhǔn)點(diǎn)之間距離相等.定位應(yīng)在基準(zhǔn)點(diǎn)兩側(cè)對(duì)稱(chēng)進(jìn)行,力求所測(cè)出的等勢(shì)點(diǎn)分布均勻.五、誤差分析：

1.所使用的電流表的精度是產(chǎn)生誤差的主要因素之一，直接影響所找出等勢(shì)點(diǎn)的位置.

2.電極和探針與導(dǎo)電紙接觸是否良好，影響找出的等勢(shì)點(diǎn)位置是否準(zhǔn)確.3.導(dǎo)電紙涂層是否均勻,電阻率是否較大,這都影響模擬的等勢(shì)線的分布是否產(chǎn)生畸變.7.鑒于導(dǎo)電紙邊緣處的等勢(shì)線會(huì)變形,探測(cè)等勢(shì)點(diǎn)不要靠近導(dǎo)電紙的邊緣.

8.因?qū)щ娂埳纤繉?dǎo)電物質(zhì)相當(dāng)薄,故在定位時(shí)不要用探針在導(dǎo)電紙上反復(fù)劃動(dòng),應(yīng)用點(diǎn)接觸法.9.描繪的等勢(shì)線必須是平滑曲線,不應(yīng)畫(huà)成折線.六、拓展與創(chuàng)新：?jiǎn)栴}1:如果試驗(yàn)室靈敏電流表已壞,是否可用其他儀器代替？（1）用(小量程)安培表代替靈敏電流表（2）伏特表代替靈敏電流表例題：在實(shí)驗(yàn)中，電源電壓為3V，用伏特表代替靈敏電流表，實(shí)驗(yàn)室提供下列伏特表，V1量程為1v，V2量程為3v，V3量程為15v,選用————伏特表？注意操作方法伏特表的一接線柱定在一電極上，移動(dòng)另一點(diǎn)極，使伏特表示數(shù)相同的點(diǎn)就是等勢(shì)點(diǎn)。注意伏特表的內(nèi)阻盡量大，以減小對(duì)電流分布的影響。問(wèn)題2：能否描繪下列電場(chǎng)的等勢(shì)線，如能，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)？（1）點(diǎn)電荷的電場(chǎng)；（2）等量同種電荷的電場(chǎng)；（3）點(diǎn)電荷和帶電金屬板（異種）間電場(chǎng)（4）平行板金屬板間電場(chǎng)

(1).在圖中a、b、c、d、e五個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)中,電勢(shì)最高的點(diǎn)是

點(diǎn).

(2).若電流表的兩探針?lè)謩e接觸圖中d和f兩點(diǎn)(f與d連線和A與B連線垂直)時(shí)表針?lè)雌?電流從紅表筆流進(jìn)時(shí),表針正偏),則電表的紅表筆接在

點(diǎn).要使表