考点训练58 实验：描绘电场中的等势线

考点训练58 实验：描绘电场中的等势线

1.（6分）在“用描迹法画出电场中平面上的等势线”的实验中，发现等势线发生了畸变，则产生误差的原因可能是（）

A.电流表的灵敏度不高

B.电极和导电纸接触不良

C.导电纸涂层不够均匀

D.以上说法都不对

答案：ABC

解析：由于电流表灵敏度不高，会导致所测的等势点间出现电势差，甚至电势差较大，会影响等势线的形状.电极与导电纸接触不良，及导电纸所涂导电物质不均匀，都会影响电流场的分布，因此所描的等势线形状与理想情况有差别.所以A、B、C三种情况都会使等势线畸变.

2.（6分）在描绘等势线的实验中，若将电源电压提高为原来的2倍，则以下说法正确的是（）

A.描绘得到的等势线形状与原来相同

B.描绘得到的等势线形状与原来不同

C.找基准点的等势点时每次移动的跨度应适当大些（与原来相比）

D.找基准点的等势点每次移动的跨度应适当小些（与原来相比）

答案：AD

解析：提高两电极间的电压不会影响等势线的形状，只是增加了距离一定的两点（非等势点）间的电势差，所以寻找与基准点电势相等的点时，移动的跨度要小些，避免损坏电表，所以A、D两项正确.

3.（6分）描绘电场中等势线的实验装置如右图所示，如果以A、B两个电极的连线为x轴，以A、B连线的中垂线为y轴，并将一个探针固定置于y轴的某一点，合上开关S，而将另一探针由图中a点沿直线移到b点的过程中，灵敏电流计指针与零刻度夹角的变化情况是（）

A.逐渐减小

B.逐渐增大

C.先变大后变小

D.先变小后变大

答案：D

解析：由该实验原理可知：该电场的等势线分布状况如右图所示，且φb＞φO＞φa.因此另一探针由a点沿直线移到b点的过程中，两探针间的电势差先减后增，即电流表的指针与零刻度的夹角是先变小后变大，D 正确.

4.（6分）在“描绘等势线”的实验中，将一探针接于某一基准点，用另一探针在导电纸上各处探测，而灵敏电流计皆无反应.造成此现象的原因可能是（）

A.导电纸放反了

B.灵敏电流计有毛病

C.电极与导电纸接触不好

D.干电池损坏了

答案：ABCD

解析：电流计无反应，表明可能电流计有毛病或电路某处存在问题.

5.（6分）用电流场模拟静电场描绘电场中的等势线，下列哪些情况是能够实现的（）

A.如上图（a）圆柱形电极A、B均接电源正极，用以模拟等量正电荷的电场

B.如上图（b）圆柱形电极A接电源正极，圆环形电极B接电源负极，用以模拟正点电荷的电场

C.如上图（c）两平行的长条形电极分别接电源正、负极，用以模拟匀强电场

D.如上图（d）圆柱形电极A接电源负极，用以模拟负点电荷的电场

答案：BC

解析：由于导电纸上的电流必须从高电势处流向低电势处，因此（a）图中不能形成电流，选项A错误.（b）图中电极A、B间可形成电流，且与点电荷电场的分布相似，故选项B正确.（c）图中电极A、B间可形成电流，且两极板中间部分接近匀强电场的分布，选项C正确.在（d）图中只有一个电极，无法形成电流，故无法模拟负点电荷的电场.

6.（6分）如图所示，在用电流场模拟静电场等势线的实验中在下列给出的器材中，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、白纸铺在木板上，它们的顺序（自上而下）是

①________________，②________________，③________________.

答案：BE ①导电纸②复写纸③白纸

解析：要用直流电源形成稳恒电流场，以模拟静电场，应选6 V的直流电源.要用探针寻找等势点，电流表灵敏度要高，指针能向左、向右偏转即零刻度在刻度盘中央的电流表.导电纸应在最上面且涂有导电物质的一面向上，以便用探针寻找等电势点.白纸是为了记录等势点的，应在下面，复写纸应在二者之间.

7.（10分）2006全国调研试题下图是描绘电场中等势线的实验装置，则：

（1）图中有7个等间距的点，其中A、B为_____________；

（2）当电流从标有“+”号的接线柱流入灵敏电流计G时，其指针正向偏转，当灵敏电流计表针_____________（选填“正向”“负向”或“指零”）时，探针所接触的两点恰是等势点；

（3）当探针1接在F点时，探针2应向_____________（选

填“左”或“右”）移，才能找到等势点；

（4）若每相差一定的电势就画一条等势线，那么这些等势线在空间的分布是（）

A.以两极连线为轴的轴对称图形

B.以两电极连线的中垂线为轴的轴对称图形

C.以两电极连线的中点为中心的中心对称图形

D.各等势线之间的距离相等

E.距电极越近，等势线越密集

答案：（1）金属圆柱形电极（2）指零（3）右（4）ABCE

解析：（1）金属圆柱形电极其中A为正极，B为负极.本实验运用了模拟法，即用恒定电流场来代替静电场，这两个电极等效于两个等量异种点电荷.

（2）指零要使灵敏电流计G的指针偏转，则必须有电流流过灵敏电流计，这要求两探针所接触的两点间存在电势差.反之，当灵敏电流计G的指针指零时，就表明探针所接触的两点恰是等势点.

（3）略

（4）等量异种电荷所形成电场的等势线是以电极连线的中垂线（可规定为零等势线）为对称轴的对称图形，正、负电荷也处于对称位置.这个对称图形的基础必须是相等电势差的等势线，如果不是相差一定的电势的等势线，则没有上述对称关系.另一种对称是以两电荷的连线为对称轴，上面一半等势线和下面一半等势线相对称，这也是一种对称关系.故ABCE正确.

8.（8分）右图所示为描绘电场中等势线的装置，图中A、B、C、

D、E间距相等，其中A、B为金属圆柱.当电流从正接线柱流入G表时，其指针向正接线柱一侧偏转.

（1）当G表指针___________时，说明探针所接触的两点正是等势点.

（2）当探针Ⅰ接在E点、探针Ⅱ接在某点时，G表指针偏向负接线柱一侧.为了找到等电势点，探针Ⅱ应向___________（填“左”或“右”）移，才能找到等电势点.

答案：（1）不偏转（或指零）（2）左

解析：（1）当灵敏电流表指针不偏转时，说明两探针所接触的两点是等电势点.

（2）该表指针偏转方向与电流方向的关系已查明，即指针向哪个接线柱一侧偏转，这个接线柱的探针接触点的电势就高.现在电流表指针