实验：用DIS描绘电场的等势线

用DIS描绘电场的等势线(学生实验)

一、实验目的

用描迹法画出电场中一个平面上的等势线

二、实验原理

用DIS的电压传感器探测等势点，用描迹法把等势点连接成等势线。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，与探针相连的电压传感器的示数为零，从而可以利用电压传感器找出导电纸上的等势点，并依据等势点描绘出等势线。

三、实验器材

DIS、木板、白纸、复写纸、导电纸、图钉若干、电池、电键、圆柱形电极两个、导线、电压传感器。

四、实验步骤

1. 安装实验装置

在平整的木板上依次铺上白纸、复写纸、导电纸。将导电纸的导电面朝上，用图钉将它们固定好。在导电纸上放两个与它接触良好的圆柱形电极，将电极A与电源的正极相连作为“正电荷”，电极B与电源的负极相连作为“负电荷”。两个电极之间的距离约为10cm，电压为4—6V。将两探针通过电压传感器连接到数据采集器的输入口。

2. 实验测量

（1）选择基准点

先将两个电极的位置压印在白纸上，然后在两电极的连线上，选取间距大致相等的5个点作为基准点，并用探针印在白纸上。

（2）探测等势点

将两个探针分别拿在左右手中，用左手的探针跟导电纸上的某一基准点接触，然后用右手中的探针在导电纸平面上找若干个与基准点的电势差为零的点，用探针把这些点一一压印在白纸上，照这样的方法在每个基准点的两侧，各探测出五个等势点，每个等势点大约相距1cm。

（3）画等势线

取出白纸，根据五组等势点画出五条平滑的曲线，它们就是等势线。

五、注意事项

1. 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.

2. 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.

3. 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.

【例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①②③。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，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”）.

【例2】“用描迹法画出电场中平面上的等势线”的实验中，采用的装置如下图甲所示。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。

(1)五个基准点中，电势最低的点是：。

(2)若用上图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。