1、（十）用描迹法画出电场中的等势线一、实验思想方法和原理1、用恒定电流的电场模拟静电场（1）设计电子仪器（如示波器、电子显微镜等），常常需要知道电极所产生的电场情况，而测定电势比测定电场强度容易。（2）测绘出电场的等势面，再根据电场线与等势面相垂直，即可绘出电场线的分布图。（3）测绘等势面首先要找等势点。学生用的实验仪器是磁电式测量仪表，而一般磁电式测量仪表，都是根据电流在磁场中的受力制成的，只有电表中有电流通过才能工作。（4）静电场中不存在电流，因此不能用磁电式仪表测出等势点。（5）恒定电流场与静电场相似，所以可以用恒定电流的电场模拟静电场。2、选取等量异种电荷（1）从静电学的角度看，可以用静
2、电感应的方法取得等量异种电荷。但正如上面所说，这样的两个电荷形成的电场是不能用磁电式仪表测出等势点的。（2）既然是用恒定电流场模拟静电场，就用与直流电源两端相接的圆柱形电极来模拟等量异种电荷。3、等势点的测定（1）如图1所示，将直流恒压电源通过圆柱形电极与导电纸组成闭合回路，导电纸为外电路，相当于若干条导线并联接在电极两端。（2）画两极间的连线，在连线上大致分成六等分，得到五个基准点。（3）如图2，找与a点电势相等的点，就将a点、导电纸、以及导电纸上的另一点连成闭合回路，回路中无电流时，说明导电纸上的点与a点等电势。否则将有电流从高电势点流向低电势点。a b o c dGa b o c d图1
3、图2图3（4）用灵敏电流表测定，只要电路中有微弱的电流指针就会偏，比用其它仪器精确度高。灵敏电流表的零刻度在中央，可以使指针向两边偏。4、等势线的描绘（1）如上（3）所示，在各基准点两侧找到与各基准点等势的点，用探针将找到的点在导电纸上通过复写纸印到白纸上。（2）如图3，将各个基准点的等势点连成平滑的等势线。二、实验方法迁移1、用该实验所提供的器材能否描绘等量同种点电荷电场中的等势线？2、若本实验中没有灵敏电流计，是否可以用电压表代替？如果能，写出具体做法。3、将圆柱形电极改成平行板电极，可否描绘平行板电场的等势线？如果能，写出具体做法。三、练习题1、在“电场中等势线的描绘”的实验中（1）在下
4、列所给出的器材扎中，应该选用的是 A、6交流电源 B、6V直流电源 C、220V交流电源D、量程00.6A，零刻度在刻度盘中央的电流表E、量程0300A，零刻度在刻度盘中央的电流表（2）在实验过程中，要把复写纸、导电纸、白纸铺放在木板上，铺放的顺序自上而下为 、 、 。（3）在实验中，提供了下列操作步骤在导电纸上画出两个电极的连线；将白纸、复写纸、导电纸依次铺放在木板上，并用图钉把它们固定在木板上；闭合电键；把两个圆柱形电极平放在导电纸上，并通过电键分别与电源的正负极相连；在两个电极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；将灵敏电流计的两个接线柱与两个探针相
5、接；将一个探针接在某个电极上，用另一个探针接触导电纸，探测出若干等势点，连接这些等势点为等势线；将一个探针接触某个基准点不动，另一探针缓慢地反复移动当灵敏电流计示数为零时，用探针把点的位置复印在白纸上，用上述方法，在该基准点两侧各探测出五个等势点；用上述方法探测出另外四个基准点的等势点；断开电源，取下白纸，描出电场中的等势线。a、其中有差错的步骤为 。b、正确的操作步骤为 （填序号）。2、如图所示为描绘电场中等势线的装置，图中A、N、C、D、B间距相等，其中A、B为金属柱。当电流从正接线柱流入灵敏电流表G时，其指针向正接线柱一侧偏转。ANCDBG+-abS当灵敏电流表G的指针指 时，说明两探针
6、所接触的两点是等势点。当探针b接在C点，探针a接在某点时，G表指针向负接线柱一侧偏，为了寻得等势点，探针a应 （选填“向左”或“向右”）移动，才可找到等势点。四、高考题选（96年）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00.5伏，零刻度在刻度盘中央的电压表(E)量程0300微安，零刻度在刻度盘中央的电流表实验过程中，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 。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”)。B、E 导电纸 复写纸 白纸 指零，指零