专题5 电场中等势线的描绘

专题5电场中等势线的描绘

[课本实验]

1．实验原理：本实验是利用导电纸上形成的稳恒电流场模拟静电

场来做实验的。因此实验中与6V直流电源正极相连接的电极相当

于正电荷，与6V直流电源负极相连接的电极相当于负电荷。

2．实验器材：木板、白纸、复写纸、导电纸、图订、圆柱形电极

两个、探针两个、灵敏电流表、电池、电键、导线

3．易错点：

（1）从下到上依次铺放白纸、复写纸、导电纸。

（2）只能用灵敏电流计，不能用安培表。

（3）一只探针在基点不动，一只探针轻轻滑动探测，不能两个同

时动。

[考题展示]1．（04年全国）如图中给出的器材为：

电源E（电动势为12V，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（平行放置在导电纸上，与导电纸接触良好，用作电极）；

滑线变阻器R（其总电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6V，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间电场中的等势线．AB间的电压要求取为6V．（1）在图中连线，画成实验电路原理图．

（2）下面是重要的实验操作步骤，将所缺的内容填写在横线

上方．

a．接好实验电路．

b．____________________________________________．

c．合上S，并将探针P与A相接触．

d．____________________________________________．

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．

2．(96年全国)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____ (用器材前的字母表示)。

(A)6伏的交流电源(B)6伏的直流电源(C)100伏的直

流电源(D)量程0～0.5伏，零刻度在刻度盘中央的电压表

(E)量程0～300微安，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 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(如右上图)，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”)。

[配套训练]

1．用恒定电流的电流场模拟静电场

描绘等势线时，下列哪些模拟实

验的设计是合理的

A 、如图⑴所示圆柱形电极M 、 N 都接电源的正极，模拟等量正点电荷周围的静电场

B 、如图⑵所示圆柱形电极M 接电源正极，圆环形电极N 接电源负极，模拟正点电荷周

围附近的静电场

C 、如图⑶所示两个平行的长条形电极M 、N 分别接电源正、负极，模拟平行板电容器

间的静电场

D 、如图⑷所示圆柱形电极M 接电源负极，模拟负点电荷周围的静电场

2．在电场中等势线的描绘实验中所用灵敏电流表的指针偏转方向与电

流表的关系是：当电流从正接线柱流入电流表时，指针偏向正接线

柱一侧．

（1）某同学在实验中接通电源开关，将两表笔E 1、E 2在导电纸上移

动，不管怎样移动，表针不偏转，经检查，电源与电流表均完好，其原因可能是

_________________________________________________________________________。

（2）排除故障后，用这个电表探测基准点2两侧等势点时，将电流表正接线柱的E 1接触基准点2上，如图所示，把负接线柱的E 2接在纸上某一点，若发现电表指针发生了偏转，若电流表指针偏向正接线柱一侧，E 2向______移动(填“左”或“右”)

3．用下面的方法可以测量物体的带电量.图中小球是一个外表面镀

有金属膜的空心塑料球，用绝缘丝线悬挂于O 点，O 点固定一

个可测量丝线偏离竖直方向角度的量角器，M 、N 是两块相同的、正对着竖直放置的金属板（加上电压后其内部电场可视为匀强电

场）.另外还要用到的器材有天平、刻度尺、电压表、直流电源、

开关、滑动变阻器及导线若干．简要的实验步骤如下：

①用天平测出小球的质量m ，按图所示进行器材的安装，并用刻

度尺测出M 、N 板之间的距离d,使小球带上一定的电量；

②连接电路（请在图中的虚线框内画出实验所用的电路图，电源、

开关已画出）；

③闭合开关，调节滑动变阻器滑动片的位置，读出多组相应的电压表的示数和丝线的偏转角度θ；

④以电压U 为纵坐标，以 为横坐标作出过原点的直线，求出直线的斜率k ； ⑤小球的带电量q = 。（用m 、d 、k 等物理量表示）

O M N

参考答案

[考题展示]1．（1）连接线路如图所示．

（2）把变阻器的滑动触头移到靠近D 端处．调节R ，使

电压表读数为6V ．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

2.B 、E ①导电纸 ②复写纸 ③白纸 指零，指零

[配套训练] 1．BC

2.(1)连接导线断开或接触不良，有导电物质的一面朝下 （2）左

3．②如右图所示：

④tanθ，

⑤

k mgd

V