高中物理 实验十静电场中等势线的描绘解析 VIP免费

实验十静电场中等势线的描绘第一关：基础关展望高考基础知识（一）实验目的用描迹法画出电场中一个平面上的等势线.（二）实验原理利用导电纸中的恒定电流场模拟真空中的静电场，当在场中与导电纸接触的两探针尖端的电势差为零时，与探针相连的电流计中电流强度为零.从而可以通过探针找出电流场中的等势点，并依据等势点描出等势线.（三）实验器材学生用低压电源或电池组、灵敏电流计、开关、导电纸、白纸、复写纸、圆柱形金属电极2个、探针2个、图钉、导线若干、木板.（四）实验步骤（1）安装10cm，电压约为6V.再从一个灵敏电流计的两个接线柱引出两个探针.（2）选基准点在导电纸平面两极的连线上，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，用左手中的探针跟导电纸上的某一基准点接触，然后在导电纸平面两极连线的一侧，距此基准点约1cm处再选1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，再左右移动探针的位置，直至找到一点，使电流表指针没有偏转为止，说明这个点跟基准点的电势相等，用探针把这个点的位置复印在白纸上.照上述方法，在这个基准点的两侧，各探测出5个等势点，每个等势点大约相距1cm.用同样的方法，探测出另外4个基准点的等势点.（4）画等势线取出白纸，根据5组等势点画出5条平滑的曲线，它们就是等势线（下图）.第二关：技法关解读高考解题技法一、如何判断探针的移动方向技法讲解在寻找某一点的等势点时，若发现电流表指针不为零，可依据指针的偏转方向判断探针的移动方向：先由指针偏转方向判断电流的流向，由此可知两探针所接触的两点的电势高低，再由电场的分布特点来判断探针的移动方向.典例剖析例1如图所示为描绘电场中平面上等势线的装置，图中A、C、P、D、B等相邻两点间距相等，其中A、B为金属圆柱．当电流从正接线柱流入电流表G时，其指针向正接线柱一侧偏转.当探针(Ⅰ)接在D点，探针(Ⅱ)接在导电纸上某点时，电流表G指针向负接线柱一侧偏转，为了尽快寻得等势点，探针(Ⅱ)应向(选填“向左”或“向右”）移动.解析：电流表指针向负接线柱一侧偏转，说明电流是由负接线柱流入电流表，此时，探针(Ⅱ)与导电纸的触点电势比D点电势高．观察图中实验装置知，金属圆柱A、B分别与电源负极、正极相接，在导电纸上自右向左各点电势逐渐降低，要使探针(Ⅱ)寻找到与探针(Ⅰ)触点D电势相等的点，应将探针(Ⅱ)向左移动．答案：向左二、实验注意事项技法讲解(1)使用的电流表，应选择零刻度在中间，量程不能超过几百微安，在使用前，要判断清楚电流表指针偏转方向与通过的电流方向之间的关系．(2)如果用低压学生电源做实验，一定要注意把两电极接到直流输出端．(3)安放导电纸时，有导电物质的一面应向上．(4)安放电极时，不能太靠近导电纸的边缘；电极与导电纸接触要良好，且与导电纸的相对位置不能改变．(5)寻找等势点时，要从基准点附近由近及远地逐渐推移，不可贸然进行大跨度地移动，以免电势差过大，发生电流计过载现象．(6)探测等势点不要太靠近导电纸的边缘，因为实验是用电流场模拟静电场，导电纸边缘的电流方向与边界平行，并不与等量异种点电荷电场的电场线分布相似.典例剖析例2在“描绘电场中平面上等势线”实验中，配备了下列器材，应该选用的是(用器材前的字母表示)（）A.电压为6V的交流电源B.电压为6V的直流电源C.电压为100V的直流电源D.量程为0.5V、零刻线在刻度盘中央的电压表E.量程为0.6mA的电流表F.量程为300μA、零刻线在刻度盘中央的电流表解析：A选项不符合静电场的要求．C选项电压太大，会烧坏电源和电表．D选项中的电压表分流会影响电流场的分布．一般不采用．E选项中的量程太大，灵敏度不高.故选BF．答案：BF三、实验误差分析技法讲解（1）所使用的电流表的精度是本实验产生误差的主要因素之一，因此，在条件允许的情况下，要尽可能使用精度较高的电流表.（2）电极与导电纸是否接触良好也是本实验产生误差的主要因素之一，对此，安装电极时要加以注意，可以在木板上垫3～5张白纸.（3）导电纸是否符合要求也是本实验产生误差的...