高中物理知识点讲解第6章 专题10 电场中等势线的描绘

①实验目的

用描迹法画出电场中一个平面上的等势线

②实验器材

学生低压电源或电池组，灵敏电流计，开关，导电纸，白纸，复写纸，等势线实验描绘器，探针两支，导线若干。

③实验原理

用导电纸上形成的电流场来模拟静电场，与电源正、负极相连接的电极A、B相当于正、负点电荷。当在电流场中导电纸接触的两探针尖端的电势差为零时，与探针相连的灵敏电流计中通过的电流强度为零，从而可以利用灵敏电流计找出电场中的等势点，并依据等势点进行等势线的描绘。

注意：导电纸上形成的电流场和真空中两等量异种点电荷产生的静电场具有相似性。

④实验步骤

1、实验装置的安装：等势线实验描绘器上依次铺放白纸、复写纸、导电纸各一张，导电纸有导电物质的一面向上，再用压条把它们一起压在木板上（如下图所示）。在导电纸上放两个跟它接触良好的圆柱形电极并用螺丝固定好，两极间距离约为10cm，电压约为6v。再从一个灵敏电流表的两个接线柱引出两根探针。

2、选基势点：在导电纸平面两极的连线上，选取间距大致相等的五个点作为基准点，并用探针把它们的位置复印在白纸上。

3、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某一基准点接触且保持位置不变，然后在导电纸平面两极连线的一侧，距此基准点约1厘米处再选一个点，在此点将右手拿着的探针跟导电纸接触这时一般会看到电流表的指针有偏转，左右移动右手探针的位置，直至找到一点，使电流表的指针没有

偏转为止，说明这个点跟基准点的电势相等。用探针把这个点的位置印在白纸上。照上述方法，在这个基准点的两侧，各探测出五个等势点，每个等势点相距1cm 左右。用同样的方法，探测出另外四个基准点的等势点。

4、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。

⑤误差分析

1、电表灵敏度不够产生误差。

2、作图连线时带来误差。

⑥其它知识

1、G表的探针任意接触导电纸上的两点G表都不转动的可能原因。

I、G表坏了。

II、电极接线没有接通。

III、导电纸有导电物质的一面朝下了。

2、G量程越小，灵敏性越好。

3、操作方法要正确。

【例题】在用描迹法描绘电场中等势线的实验中，保持电路为通路．若电流表指针偏转，则电流表电路与

两探针之间的导电纸电阻是_____联．若电流表指针不偏转，说明电流表电路中

____电流，而导电纸上______电流，两支探针所触的点_____相等．

答案：并,无,有,电势

【例题】将灵敏电流计的一根探针接在一个电极上，用另外一根探针接触导电纸，缓慢移动，则能够使G表示数相同的点即为等势点，问是否可以用此方法找出一系列等势点？

解：不可以，因为在导电纸上移动的探针与电极上的那根探针较远时，流过G表的电流较大，容易烧坏G表。

【例题】在“电场中等势线的描绘”实验中，用在导电纸上形成的电流场模拟静电场，描绘一个平面上的等势线．现有一位同学想模拟带负电的点电荷附近电场在一个平面上的等势线，他在木板上依次铺上白纸．复写纸．导电纸，并用图钉固定，然后在导电纸中央平放上一个小圆柱形电极A(如图一所示)．

（1）还需要怎样一个电极？答：________________________________．在图一示意性地把它画出来，并完成电路的连接．

（2）通电后，要描绘出过c点的等势线，还需要什么仪器，怎样操作？

（3）描绘出的等势线本应是正圆形，而实际实验中得到的却出现明显变形(如图二所示，右边明显偏离圆形而向外凸起)，其原因可能是什么？