8实验十用描迹法画出电场中平面上的等势线
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
点按接，电压表示数也为U，则a、e两点是等势点 C.若将探针P按接在b点，电压表示数为U，当把P移至d 点按接，因b、d两点是等势点，所以电压表示数也为U D.若将探针P按接在a点，电压表示数为U，当把P移至c 点按接，电压表示数一定为U
解析
(1)描绘两个等量同种点电荷形成的电场中等势
线的分布情况，用作电极的金属小圆柱（带用接线柱） A1、A2应连接在一起与滑动变阻器的滑动触头相接.滑 动变阻器的D端、电压表的负接线柱与电源负极相接. (2)若将探针P按接在b点，电压表示数为U，当把P移至 d点按接，因b点电势高于d点电势，所以电压表示数应 小于U，C错误. 答案 (1)如下图
【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：
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.
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
实验要求调节好A1（或A2）与B间的电压.画一线段连接
A1、A2两极，在此线段上选三个基点a、b、c，且有 A1a=ab=bc=cA2.Mb是A1A2的中垂线，d是Mb上的一点. 下列说法中正确的是 （ ）
A.在S闭合前，滑动变阻器的滑动触头应移至D端
B.若将探针P按接在a点，电压表示数为U，当把P移至e
接线柱流入电流计，电极A接在电源的负极上； (2)由等量异号电荷电场线图可知ab之间的电场线比bc 之间的电场线密，ab之间的电势差大于bc之间的电势差， 所以I1大于I2;
(3)若发现电流计示数总是零，说明A、B电极之间没有
形成电流场，原因是导电纸放反了或电极与导电纸之间 接触不好. 答案 (1)负 (2)大于 (3)导电纸放反了，电极与导 电纸之间接触不好（只要给出一条合理的原因即可）.
(2)ABD
素能提升
1.在等势线的描绘实验中，如果将电源电压降低一些，则 以下判断正确的是 A.描绘出的等势线形状与原来相同 B.描绘出的等势线形状与原来不同 C.基准点之间电势差比原来小一些 ( AC )
D.基准点之间电势差比原来大一些
解析 电源电压对等势线的形状并没有影响；如果电源 电压降低了，两个电极间的电势差随之降低，基准点之 间的电势差当然随之减小.
实验十
用描迹法画出电场中平面上的等势线 要点归纳
【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.
Hale Waihona Puke I1 I2(选填“大于”、“小于”或“等于”). (3)若在实验中连接好电路，用一个探针接触某一基准 点，在导电纸上移动另一探针时发现电流计示数总是零， 若灵敏电流计及其与探针的连接都是完好的，用多用电 表检查A、B电极间的电压也正常，那么故障出现的原 因可能是 .
解析
(1)由灵敏电流计的指针向左偏转可知电流由负
2.在“用描迹法画出电场中平面上的 等势线”的实验中，先在平板上依 次铺好白纸、复写纸和导电纸，将 电源、开关和电极A、B按图5所示 连接好.将灵敏电流计的两个接线 柱分别和两个探针相连接，并判断 图5 出灵敏电流计的指针偏转方向与电流方向间的关系是： 当电流由正接线柱流入灵敏电流计时，灵敏电流计的指 针向右偏转.在电极A、B的连线上等距离地取a、b、c、 d、e等5个基准点，闭合开头S后，用一个探针接触某一 基准点，另一探针在导电纸上缓慢移动，直到电流计示 数为零，则此时另一探针所在位置与基准点等电势.由 此可以找到一系列的等势点，进而描绘出过该基准点的 等势线.
作为基准点，用探针把它们的位置压印在白纸上.
f.将探针与某一基准点相接触，，这一点是此基准点
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准点的其他等势点. g.重复步骤f，找出其他4个基准点的等势点.取出白纸 画出各条等势线.
答案
(Ⅰ)AB间电压要求取为6 V，而电源电动势为
12 V，所以变阻器必须作分压器，电路连接如图所示.
(Ⅱ)b.把变阻器的滑动触头移到靠近D端处.d.调节R， 使电压表读数为6 V.f.记下电压表读数，在导电纸上
移动探针，找出电压表读数与所记下的数值相同的另
一点.
返回
一支探笔P，开关S和若干导线.将A1、A2和金属环B按如
图4所示位置固定在装置上，调节A1（或A2）与B间的电 压，图中金属环B的轮廓线与两个等量同种电荷的一个 等势面（线）重合.现要描绘B环内两电荷的等势线.
图4
(1)图4中已画出实验原理图的部分连线，请画出其余连
线，使之能达到实验目的. (2)若实验装置安装正确，进行了正确的连线，并已按
(1)若在图中连接灵敏电流计正接线柱的探针接触a点， 连接灵敏电流计负接线柱的探针接触b点时，灵敏电流 计的指针向左偏转，则可以判断出电极A接在电源的__ 极上（选填“正”或“负”）.
(2)若灵敏电流计的两个探针分别接触a点和b点，灵敏 电流计的示数为I1；若灵敏电流计的两个探针分别接触 b点和c点，灵敏电流计的示数为I2.则I1和I2相比较，有
.
(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
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 μ A,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
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)电路中，电源正极电势最高，负极电势最低，
因而基准点中e点电势最低. (2)由题意知电流表是红进右偏，黑进左偏，由电路分
析知 d f 今指针左偏，说明电流是黑进，即黑笔处
电势高，红笔处电势低，红笔接在d点. (3)据电路电势分布： a g , 左 右 ，接g的表笔应 向左移动. 答案 (1)e (2)d (3)左
创新实验
【例3】 用下列器材和仪器可模拟描绘两个等量同种点 电荷形成的电场中等势线的分布情况. 木板N，白纸、复写纸、导电纸各一张，电动势为12 V、 内电阻不计的电源E，用作电极的金属小圆柱（带有接
线柱）A1、A2，环状金属环B（放置在导电纸上并压紧
使之与导电纸接触良好），滑动变阻器R和定值电阻R0 各一个，量程为0~6 V、内阻很大的直流电压表一块，
线，AB间的电压要求取为6 V.
(1)在图6中连线，画成实验电路原理图; （Ⅱ）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.
b.
d.
.
.
c.合上S，并将探针P与A相接触. e.用探针压印的方法把A、B的位置标记在白纸上.画一 线段连接AB两极，在连线上选取间距大致相等的5个点
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
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
3.图6中给的器材为： 电源E（电动势为12 V，内阻不
计），木板N（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A、B（平行
图6 放置在导电纸上，与导电纸接触良好，用作电极），滑
动变阻器R（其总阻值小于两平行电极间导电纸的电 阻），直流电压表V（量程为6 V，内阻很大，其负接线 柱与B极相连，正接线柱与探针P相连），开关S. 现要用图中仪器描绘两平行金属条AB间电场中的等势
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 材前的字母表示）. A.6 V的交流电源 （用器
【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、
解析
(1)描绘两个等量同种点电荷形成的电场中等势
线的分布情况，用作电极的金属小圆柱（带用接线柱） A1、A2应连接在一起与滑动变阻器的滑动触头相接.滑 动变阻器的D端、电压表的负接线柱与电源负极相接. (2)若将探针P按接在b点，电压表示数为U，当把P移至 d点按接，因b点电势高于d点电势，所以电压表示数应 小于U，C错误. 答案 (1)如下图
【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：
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.
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
实验要求调节好A1（或A2）与B间的电压.画一线段连接
A1、A2两极，在此线段上选三个基点a、b、c，且有 A1a=ab=bc=cA2.Mb是A1A2的中垂线，d是Mb上的一点. 下列说法中正确的是 （ ）
A.在S闭合前，滑动变阻器的滑动触头应移至D端
B.若将探针P按接在a点，电压表示数为U，当把P移至e
接线柱流入电流计，电极A接在电源的负极上； (2)由等量异号电荷电场线图可知ab之间的电场线比bc 之间的电场线密，ab之间的电势差大于bc之间的电势差， 所以I1大于I2;
(3)若发现电流计示数总是零，说明A、B电极之间没有
形成电流场，原因是导电纸放反了或电极与导电纸之间 接触不好. 答案 (1)负 (2)大于 (3)导电纸放反了，电极与导 电纸之间接触不好（只要给出一条合理的原因即可）.
(2)ABD
素能提升
1.在等势线的描绘实验中，如果将电源电压降低一些，则 以下判断正确的是 A.描绘出的等势线形状与原来相同 B.描绘出的等势线形状与原来不同 C.基准点之间电势差比原来小一些 ( AC )
D.基准点之间电势差比原来大一些
解析 电源电压对等势线的形状并没有影响；如果电源 电压降低了，两个电极间的电势差随之降低，基准点之 间的电势差当然随之减小.
实验十
用描迹法画出电场中平面上的等势线 要点归纳
【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.
Hale Waihona Puke I1 I2(选填“大于”、“小于”或“等于”). (3)若在实验中连接好电路，用一个探针接触某一基准 点，在导电纸上移动另一探针时发现电流计示数总是零， 若灵敏电流计及其与探针的连接都是完好的，用多用电 表检查A、B电极间的电压也正常，那么故障出现的原 因可能是 .
解析
(1)由灵敏电流计的指针向左偏转可知电流由负
2.在“用描迹法画出电场中平面上的 等势线”的实验中，先在平板上依 次铺好白纸、复写纸和导电纸，将 电源、开关和电极A、B按图5所示 连接好.将灵敏电流计的两个接线 柱分别和两个探针相连接，并判断 图5 出灵敏电流计的指针偏转方向与电流方向间的关系是： 当电流由正接线柱流入灵敏电流计时，灵敏电流计的指 针向右偏转.在电极A、B的连线上等距离地取a、b、c、 d、e等5个基准点，闭合开头S后，用一个探针接触某一 基准点，另一探针在导电纸上缓慢移动，直到电流计示 数为零，则此时另一探针所在位置与基准点等电势.由 此可以找到一系列的等势点，进而描绘出过该基准点的 等势线.
作为基准点，用探针把它们的位置压印在白纸上.
f.将探针与某一基准点相接触，，这一点是此基准点
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准点的其他等势点. g.重复步骤f，找出其他4个基准点的等势点.取出白纸 画出各条等势线.
答案
(Ⅰ)AB间电压要求取为6 V，而电源电动势为
12 V，所以变阻器必须作分压器，电路连接如图所示.
(Ⅱ)b.把变阻器的滑动触头移到靠近D端处.d.调节R， 使电压表读数为6 V.f.记下电压表读数，在导电纸上
移动探针，找出电压表读数与所记下的数值相同的另
一点.
返回
一支探笔P，开关S和若干导线.将A1、A2和金属环B按如
图4所示位置固定在装置上，调节A1（或A2）与B间的电 压，图中金属环B的轮廓线与两个等量同种电荷的一个 等势面（线）重合.现要描绘B环内两电荷的等势线.
图4
(1)图4中已画出实验原理图的部分连线，请画出其余连
线，使之能达到实验目的. (2)若实验装置安装正确，进行了正确的连线，并已按
(1)若在图中连接灵敏电流计正接线柱的探针接触a点， 连接灵敏电流计负接线柱的探针接触b点时，灵敏电流 计的指针向左偏转，则可以判断出电极A接在电源的__ 极上（选填“正”或“负”）.
(2)若灵敏电流计的两个探针分别接触a点和b点，灵敏 电流计的示数为I1；若灵敏电流计的两个探针分别接触 b点和c点，灵敏电流计的示数为I2.则I1和I2相比较，有
.
(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
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 μ A,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
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)电路中，电源正极电势最高，负极电势最低，
因而基准点中e点电势最低. (2)由题意知电流表是红进右偏，黑进左偏，由电路分
析知 d f 今指针左偏，说明电流是黑进，即黑笔处
电势高，红笔处电势低，红笔接在d点. (3)据电路电势分布： a g , 左 右 ，接g的表笔应 向左移动. 答案 (1)e (2)d (3)左
创新实验
【例3】 用下列器材和仪器可模拟描绘两个等量同种点 电荷形成的电场中等势线的分布情况. 木板N，白纸、复写纸、导电纸各一张，电动势为12 V、 内电阻不计的电源E，用作电极的金属小圆柱（带有接
线柱）A1、A2，环状金属环B（放置在导电纸上并压紧
使之与导电纸接触良好），滑动变阻器R和定值电阻R0 各一个，量程为0~6 V、内阻很大的直流电压表一块，
线，AB间的电压要求取为6 V.
(1)在图6中连线，画成实验电路原理图; （Ⅱ）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.
b.
d.
.
.
c.合上S，并将探针P与A相接触. e.用探针压印的方法把A、B的位置标记在白纸上.画一 线段连接AB两极，在连线上选取间距大致相等的5个点
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
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
3.图6中给的器材为： 电源E（电动势为12 V，内阻不
计），木板N（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A、B（平行
图6 放置在导电纸上，与导电纸接触良好，用作电极），滑
动变阻器R（其总阻值小于两平行电极间导电纸的电 阻），直流电压表V（量程为6 V，内阻很大，其负接线 柱与B极相连，正接线柱与探针P相连），开关S. 现要用图中仪器描绘两平行金属条AB间电场中的等势
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 材前的字母表示）. A.6 V的交流电源 （用器
【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、