用描迹法画出电场中平面上的等势线
【高中物理实验】实验 用描迹法画出电场中平面上等势线
实验用描迹法画出电场中平面上等势线【实验目的】学习描绘电场中等势线的方法。
【实验器材】塑料板，白纸，复写纸，导电纸，学生电源，电极，电键，导线，电流表及探针，刻度尺，图针。
【实验步骤】1．〖安装器材〗在塑料板依次使白纸、复写纸、导电纸穿过固定在板上的螺杆，将两个圆柱形铜电极A、B分别套在螺杆上，并用螺母拧紧。
导电纸有导电物质的一面要朝上，并保持圆柱形电极与导电纸良好接触。
如右图。
2．〖连接电路〗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10厘米，电压约为6伏。
再从一个灵敏电流表的两个接线柱引出两个探针。
把两个探针分别跟导电纸上的两点接触，如果灵敏电流表的指针发生偏转，表示这两点的电势不相等；如果指针不发生偏转，表示这两点的电势相等。
3．〖选基准点〗先在导电纸上画出两个电极的连线，在连线上选取间距大致相等的a、b、c、d、e五个点作基准点，并用探针把它们的位置复印在白纸上。
4．〖找等势点〗将两个探针分别拿在左右手中，用左手中的探针压在a点处，然后在这一基准点的一侧距此基准点约1厘米处再选一个点，在此点将右手的探针跟导电纸接触，此时如电流表的指针发生偏转，就左右移动右手探针的位置，直至找到一点a1，使电流表的指针不发生偏转，说明该点跟基准点的电势相等，用探针把这个点的位置复印的白纸上。
照上述方法在此基准的两侧，探出五个等势点，各点大约相距约1厘米。
5．〖找其他等势点〗按上点的方法，探测出另外四个基准点的等势点。
6．〖画等势线〗取出白纸，根据五个基准点的等势点画出五条平滑的曲线，它们就是五条等势线。
【注意点】⑴本实验是一个探索性实验，类似于画平抛运动的轨迹实验，用电流场模拟静电场描绘电场中的等势线。
实验要选用6V的直流电源，用电源正负极所接的电极表示正、负电荷，并把电极放在导电纸上。
⑵验中要学习选点（基准点）和找点（等势点），以及如何把点复印到白纸上⑶等势点是本实验的关键，实验中使用灵敏电流表的电流＝0时表示它的探针所按的两点电势相等，再通过等势点画平滑的曲线表示等势线。
实验五 用描迹法画出电场中平面上的等势线
实验五用描迹法画出电场中平面上的等势线教材解读物理与生活直接描绘静电场的等势线比较困难．[思考讨论]为什么直接描绘静电场的等势线比较困难?静电场和恒定电流的电场又很相似．我们能否用电流场来模拟静电场呢?知识详解知识点1 用描迹法画出电场中平面上的等势线1.实验目的用描迹法画出等量异种电荷电场中一个平面上的等势线．2.实验原理利用导电纸中的恒定电流模拟真空中两异种点电荷的静电场．当灵敏电流计两个接线柱引出的两探针与导电纸上两等势点接触时，灵敏电流计中电流为零，指针不偏转，从而可以用灵敏电流计找出导电纸上的等势点，并依等势点画出等势线．3.实验器材学生用低压电源或电池组(6 V)、灵敏电流计、开关、导电纸、白纸、复写纸、圆柱形电极两个、探针两只、木板、图钉及导线若干．附：灵敏电流表简介灵敏电流表又叫灵敏电流计，在电路中用符号○G表示，可用来测量微弱的电流、电压以及电流的有无和方向．使用时要注意如下几点：(1)灵敏电流表的零刻度在表盘刻度的中央，指针在无电流时指在刻度盘的中央零刻度线上，测电流时把灵敏电流计串联在被测电路里．(2)有电流通过灵敏电流计时，指针可能向左或向右偏离零刻度，因此在使用时要搞清电流方向和指针偏转方向的关系：(3)灵敏电流计的量程很小，一般不超过几百毫安．实验时若指针超过满偏刻度，应立即切断电源，以防烧坏电流表．(4)使用后应把电流表远离电源．4.实验步骤(1)在平整的木板上由依次铺放白纸、复写纸、导电纸各一张，导电纸上有导电物质的一面要向上．用图钉把它们一起固定在木板上．(2)在导电纸上平放两个跟它接触良好的圆柱形电极，两电极之闻的距离约10 cm．将两个电极分别与电压约为6 V的直流电源的正：负两极相连接，这两个电极相当于“正电荷”和“负电荷”．(3)把两根探针分别接到灵敏电流计○G的“+?“-”接线柱上，如图l3—177所示．(4)在导电纸平面的两个电极的连线上，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．(5)探测等势点：接近电源，将一探针跟导电纸上的某一基准点接触，然后在这一基准点的一侧距该基准点约l cm处再选一个点，在此点把另一探针跟导电纸接触,这时一般会看到灵敏电流计的指针发生偏转，上下、左右移动探针位置找到一点，使电流计的指针不发生偏转，这一点就是该基准点的一个等势点，用探针把这一点的位置复印在白纸上．(6)按步骤(5)的方法，在这个基准点的两侧由近及远各探测出五个等势点，相邻两等势点之间的距离约l cm．(7)用同样的方法，探测出另外四个基准点的等势点．(8)断开电源，取出白纸，根据五个基准点的等势点画出五条平滑的曲线，这就是五条等势线．5.注意事项(1)安放导电纸时，有导电物质的一面(黑色)朝上．(2)安放电极时，不能太靠近导电纸的边缘，电极与导电纸接触应良好，且与导电纸的相对位置不变．(3)寻找等势点时，应以基准点附近由近及远地逐渐推移，不可以大跨度地移动，以免电势差过大而发生电流计过载现象．(4)绝不允许将两探针分别同时与两电极相接触，以防烧坏电流表．(5)探测等势点不要太靠近导电纸边缘，因导电纸边缘的电流方向与边界平行，并不与等量异种电荷的电场线分布相似．(6)导电纸上的导电物质很薄，在寻找等势点时，不能将探针与导电纸反复摩擦，应采取点接触法．6.误差原因分析(1)电流表的精度是产生误差的主要原因，在有条件时应使用精度较高的电流计．(2)电极与导电纸接触是否良好也会使实验产生误差．(3)圆柱形电极的大小也会给本实验带来误差，应选用一样大的直径约1 cm的磨平的铜柱作电极．本实验是用恒定的电流场来模拟静电场，故可用两条平行的铜条代替圆柱形电极来模拟匀强电场，如图13—178，甲所示．还可以用一圆柱形电极和一圆环形铜环作电极来模拟点电荷的电场，如图13—178乙所示．经典高考试题分析例1(2004·甘肃、宁夏)图中给出的器材为：电源E(电动势为l2 V，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，用做电极)，滑线变阻器R(其总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6 V，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6 V． (1)在图13—184中连线，画成实验电路原理图．(2)下面是主要的实验操作步骤，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，画一线段连线A，B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．分析本题突出考查考生对实验步骤的掌握程度，借以体现考生的实验操作技能．(1)连接线路如图l3—185所示．(2)b．把变阻器的滑动触头移到靠近D端处．d．调节R，使电压表读数为6 V．f．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．课堂小结知识趣律、思想方法、易错疑难小结。
10实验十、用描迹法画出电场中平面上的等势线
实验十、用描迹法画出电场中平 面上的等势线
1、实验目的
用描迹法画出电场中一个平面上的等势线。
2、实验原理
本实验是用恒定电流的电流场来模拟静电场。与 电池正极相连的A电极相当于正点电荷，与电池负极 相连的B相当于负点电荷。白纸应放在最下面，导电 纸应放在最上面（涂有导电物质的一面必须向上）， 复写纸则放在中间。 只要电流表示数是零， 就表示两根探针针尖对应的 点电势相等。把所有与同一 个基准点电势相等的点连起 来，就是等势线。 B 探针 G + A
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3、实验器材
学生电源或电池组（电压约为6V）， 灵敏电流计，开关，导电纸，复写纸， 白纸，圆柱形金属电极两个，探针两支， 导线若干，木板一块，图钉，刻度尺等。
4、实验步骤
（1）实验所用的电流表是零刻 度在中央的灵敏电流表，在实 验前应先查明电流方向与指针 偏转方向的关系。方法是：将 电流表、电池、电阻、导线按 图连接。然后用导线的a端试触 电流表的另一端，观察电流表 指针的偏转方向，就可判定电 流方向和指针偏转方向的关系。
例1 在描绘电场中等势线的实验中，有如下一些操作 步骤： A. 在导电纸上画出两电极的连线 B. 将灵敏电流表的一个探针接一个电极，用另一个探 针接触导电纸，缓慢移动，可找出一系列等电势点 C. 在平板上先铺白纸,再铺上复写纸,然后再铺上导电纸 D. 安好电极，接好电路 E. 在两电极a、b的连接线上，等距离地取五个基准点c、 b、e、f、g 并复印在白纸上。 F. 电流表的一个探针接触某个基准点不动，另一个探 针缓慢地移动，电流表不偏转时，复印一点，即可找出 许多等势点 C，D，A，E，G，F G. 闭合电键 选取合理的操作步骤，并按顺序排列为 __________。
实验用描迹法画出电场中平面上的等势线教案
实验用描迹法画出电场中平面上的等势线教案教案：用描迹法画出电场中平面上的等势线一、教学目标：1.了解电场的概念和性质；2.熟悉描迹法绘制等势线的基本步骤；3.能够运用描迹法绘制电场中平面上的等势线。
二、教学准备：1.课件：电场概念和性质的介绍；2.实验器材：图纸、纸带、金属导线、电源、电磁铁等。
三、教学过程：1.导入（15分钟）：教师通过课件介绍电场的概念和性质，向学生提出问题：如何确定电场中不同位置的电势大小？2.实验操作（30分钟）：步骤1：准备实验器材，包括图纸、纸带、金属导线、电源、电磁铁等。
步骤2：将图纸固定在水平台上，并固定一个金属导线在中央位置上，使其可以围绕一个点旋转。
步骤3：将纸带固定在导线上，并将导线与电磁铁连接。
步骤4：开启电源，通过调节电流大小控制磁场的强弱，观察纸带的运动轨迹。
步骤5：记录纸带上的点坐标，并通过计算电势的方法得到不同位置的电势值。
3.实验讨论（20分钟）：学生根据实验结果，进行讨论：1）纸带的运动轨迹是否与电磁铁的位置有关？2）纸带上的点是否对应着等势线上的点？3）如何通过实验结果确定不同位置的电势大小？教师根据学生的讨论，引导学生得出结论：纸带上的点对应着等势线上的点，可以用纸带的运动轨迹描绘出等势线。
4.教学总结（10分钟）：教师总结描迹法绘制等势线的基本步骤：步骤1：通过实验得到不同位置的电势值。
步骤2：根据已知电势值，确定纸带上的点位置。
步骤3：将纸带上的点连接起来，得到等势线。
5.练习反馈（15分钟）：让学生模拟实验，根据给定的电势值，在纸上描绘出等势线。
四、教学延伸：1.通过调整实验中的参数（如电磁铁的位置、电流大小等），观察等势线的变化，探究电势分布的规律。
2.提出一个新的实验问题：如何确定电场中不同位置的电场强度大小？并设计相关实验，引导学生继续深入探究电场的性质。
五、教学反思：1.本实验通过描迹法的操作，让学生亲自感受等势线的存在和描绘过程，有利于加深对电场的理解。
用描点法画出电场中平面上的等势线
(3)探测等势点
③用同样的方法，探测出另外b、c、 d、e四个基准点的等势点
（4）画出等势线 取出白纸，将五组等势点分别用平 滑的曲线连接起来，就得到电场在 平面上的五条等势线
实验：
用描点法画出电场中平面上的等势线
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实验目的 实验原理 实验器材 实验步骤
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实验目的：
用描点法画出电场中平面上的 等势线
实验原理： 利用导电纸上的恒定电流场 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 热差为零时，与探针相连的电流 表中电流强度为零。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。
实验器材：
平整的塑料板、白纸、复写 纸、导电纸、圆柱形的铜电 极、导线、学生低压电源、 探针两根、灵敏电流表。
实验步骤：
（1）安装
（2）选基准点 （3）探测等势点
（画出等势线
(1)安装
①依次使白纸、复写纸、导电纸穿过螺杆并靠在 塑料纸上，其中导电纸上有导电物质的一面向 上；
②将两个圆柱形的铜电极A、B分别套在螺杠上， 并用螺母拧紧，使圆柱形电极跟导电纸有良好 的接触； ③将两个圆柱形电极A、B分别跟直流电源的正极 和负极相连，与电源正极相连的A电极作为正 电荷，与电源负极相连的电极B作为负电荷。 两电极间相距约10cm，与两电极相连的直流电 源电压约为6v；
(3)探测等势点
②左手持探针跟导电纸上的某一基准点a接 触，然后在导电纸上两极连线的一侧，距基 准点约1cm处再选一点，右手持另一探针在 这一点跟导电纸接触。左右移动该探针在导 电纸上的位置，直到找到某一点a1,使探针 跟该点接触时，电流表指针不偏转（指在中 间位置），用探针将该点位置复印在白纸上， a1点就是与基准点等电势的一个点。用这种 方法，在基准点a两侧各找出4~8个等势点， 相邻等势点大约相距1cm。
p实验五、用描迹法画出电场中平面上的等势线
实验五用描迹法画出电场中平面上的等势线【实验目的】学会用描迹法画出电场中一个平面上的等势线。
【实验原理】直接描绘静电场中的等势线是比较困难的。
但由于稳恒电流场遵从的规律在形式上和静电场相似，所以可以用来模拟静电场。
我们可用导电纸上形成的稳恒电流场来模拟静电场，当在电流场中与导电纸接触的两探针尖端电势差为零时，与探针相连的电流计中通过的电流强度为零，从而可利用灵敏电流计和探针找出电场中的等势点，并依据等势点进行等势线的描绘。
本实验是模拟实验。
我们知道，带电体在它的周围空间产生电场，静电场中场强的分布情况，可用电场线形象地表示出来。
而电场线和等势面是相垂直的，通过实验测绘出电场的等势面（线），利用电场线和它正交的关系，可以描绘出电场线，得到电场分布的形象描述。
实际测绘静电场的等势面（线）是相当困难的，因为通常用的测量仪表大都是磁电式的，有电流才会有反应，静电场不会有电流，因此无法测量。
实验中通常是用电流场来描述静电场。
从电磁学理论知道，这两种场所遵守的规律，形式上相似。
利用其相似性，可以通过对容易测量的电流场的研究来代替不易测量的静电场的研究。
具体的做法是将和静电场中带电体相同形状的电极，按带电导体的分布位置放在均匀的导电物质中，导电物质应是导电率不大的不良导体（导电纸）。
在电极上加上一定电压以后，导电物质中将形成稳定的电流场。
这个电流场中的电位分布情况和对应的静电场中电势分布情况是一样的。
电流场中电位可以用金属探针和灵敏电流计测出。
静电场的场强分布可以用电场线进行描述，而等势面（线）与电场线相垂直，通过实验测绘出电场的等势面（线），就可以描绘出电场线。
由于静电场中不存在电流，一般磁电式测量仪表，在有电流时才会有反应，因此难以确定静电场的等势线。
恒定电流的电荷分布和电磁场均不随时间变化，所以在均匀电介质中恒定电流的电场和静电场相似，利用其相似性，可以用恒定电流的电场模拟静电场，进行静电场的实验研究。
高考物理 实验用描迹法画出电场中平面上的等势线练习
实验用描迹法画出电场中平面上的等势线1．(9分)在实验中，发现等势线发生了畸变，则产生误差的原因可能是()A．电流表的灵敏度不高B．电极与导电纸接触不良C．导电纸涂层不够均匀D．以上说法都不对【解析】当灵敏电流表的灵敏度不高时，导致描点不准确，绘出的等势线与实际的情形有出入，因此A选项正确；对B项，当电极和导电纸接触不良时，形成较大的接触电阻，因而影响导电纸上电场分布，使等势线产生畸变；对C项，由于导电物质涂得不均匀与涂得均匀情形相比，导电纸上电场分布也不相同，因而出现畸形．【答案】ABC2．(9分)图为描绘电场中等势线的装置示意图，所用的灵敏电流表是电流从哪一接线柱流入，其指针就向哪一侧偏转．在寻找基准点O的另一等势点时，探针Ⅰ与O点接触，另一探针Ⅱ与导电纸上的c点接触，电流计的指针向负接线柱偏转，为了尽快探测到新等势点，探针Ⅱ应由c点逐渐()A．向上移B．向下移C．向左移D．向右移【解析】G表中电流由探针Ⅱ流入电流表，再由探针Ⅰ流出电流表，说明探针Ⅱ接触的c点电势比基准点O的电势高，为了尽快找到基准点O的等势点，应降低探针Ⅱ的电势，即向左移动．【答案】 C3．(9分)(2009·海淀模拟)在“用描迹法画出电场中平面上的等势线”的实验中，如图所示，所用的电表指针偏转方向与流入电流的关系是：当电流从正接线柱流入电表时，指针偏向正接线柱一侧．一位学生用这个电表探测基准点2两侧的等势点时，把接电表正接线柱的探针E1接触基准点2，把接电表负接线柱的探针E2接触纸上的某一点，发现表的指针发生了偏转，为了探测到等势点，则()A．若电表指针偏向正接线柱一侧，E2应右移B．若电表指针偏向正接线柱一侧，E2应左移C．若电表指针偏向负接线柱一侧，E2应右移D．若电表指针偏向负接线柱一侧，E2应左移【解析】该题考查描绘等势线的实验原理和理解、推理能力．由题图可知A点电势高于B点电势，若电表指针偏向正接线柱一侧，说明探针E1的电势高于E2的电势，E2应向左移动，所以B项正确；若指针偏向负接线柱一侧，说明探针E2的电势高于E1的电势，E2应向右移动，C项正确，D项错．【答案】BC4．(9分)在“用描迹法画出电场中平面上的等势线”的实验中，根据不同的实验原理应相应选取不同的测量电表，下列选项正确的是() A．若用“等电势差”描绘等势线，用电压表B．若用“等电势”描绘等势线，用灵敏电流计C．用灵敏电流计描绘等势线时，两探针可分别与电极接触D．用电压表描绘等势线时探针可与电极接触【解析】用电压表描绘等势线时，是寻找与某基准点到电极之间电势差相等的点，用电流计描绘等势线是寻找与某基准点等势的点，所以A、B选项正确．用灵敏电流计描绘等势线时，两探针不能分别与电极接触．因为这样会由于电流过大烧坏电流表，所以C选项错误．用电压表描绘等势线时，一探针与电极接触，另一探针在某基准点附近寻找基准点的等势点，所以D选项正确．【答案】ABD5．(9分)在“用描迹法画出电场中平面上的等势线”的实验中，先在导电纸上画出电极a、b(模拟点电荷)的连线，在连线上选取间距大致相等的5个点c、d、e、f、g，如图所示，G为灵敏电流表，甲、乙为两探针，则实验中()A．探针甲不动，移动乙B．探针乙不动，移动甲C．电流表示数为零时说明电流表断路D．图中虚线表示电场线【解析】在做描述静电场的实验中，一个探针放在基准点上不动(甲探针)移动另一探针(乙探针)，故选项A对，B错．对C项，电流计示数为零，说明等电势，所以C选项错误．对D选项，虚线为等势线，故D选项错误.【答案】 A6．(9分)(2008·大连模拟)在“用描迹法画出电场中平面上的等势线”的实验中，若将电源电压降低一些，则() A．描绘出的等势线形状与原来相同B．描绘出的等势线形状与原来不同C．基准点之间的电势差比原来小一些D．基准点之间的电势差比原来大一些【解析】描绘出等势线形状与电压升高或降低一些无关，所以选项A正确，电源电压降低后，两电极间电压降低，距离没变，所以电场强度减小，基准点间电势差减小，所以选项C正确．【答案】AC7．(9分)(2009·徐州质检)下列哪些措施不会影响所描绘的等势线的形状()A．把直流电源的电压变为原来的两倍B．把直流电源改为交流电源C．把圆柱形电极改为长方体电极D．把灵敏电流表换成内阻很大的电压表，利用电压表探测基准点的等势点【解析】A、D不会改变等势线的形状，用交流电源不能做本实验，B项错，改为长方体电极后，电场的分布改变了，描绘的等势线形状会改变．C项不对．【答案】AD8．(12分)(2009·北京海淀区期末)如图所示，两个金属条制成的电极A、B平行放置并用螺栓紧紧地压在导电纸上，与导电纸接触良好，接通电源后用描迹法画出金属板间电场在平面上的等势线，在此实验中：(1)灵敏电流计指针偏转方向与流入电流的关系是：当电流从正(负)接线柱通入电流计时，指针偏向正(负)接线柱一侧．如图所示，一位同学用这个电流计探测基准点“1”两侧的等势点时，把接电流计负接线柱的探针P1压紧基准点“1”，把接电流计正接线柱的探针P2接触导电纸上某一点，发现电流计的指针偏向负接线柱一侧，则探针P2与导电纸的接触点应向________移(填“左”或“右”)．(2)在此实验中，为使所测定等势点的位置更精确，两极间的电压应适当________一些(填“大”或“小”)．【答案】(1)左(2)大9．(12分)(2009·浙江金华十校高三联考)均匀导电纸上放置两平行的长方形银条，如图甲所示，两银条上的A0和B0点连接电动势为6V的电池，一理想电压表的负接线柱接A0，正接线柱接一探针P.(1)当P接于B1时，电压表的读数是多少？将P沿B1B2移动会观察到什么？(2)若将探针沿A0B0移动，并将所记录的电压表读数U对探针与A0的距离x绘成图线，如图乙所示．①说出在A0B0上U的变化．②求点X的电场强度，并说明其方向．③忽略边际效应，在图甲的两银条间粗略描绘电势递增为1V的等势线．【答案】(1)6V电压表读数保持不变(2)①当探针P沿A0B0移动时，1cm<x<9cm间电压U随x均匀增加，由0增至6V②E＝75V/m，方向由B0指向A0③A0B0间的等势线为一组平行于A1A2的直线，极板及相邻等势线间的间距为1.33cm，等势线如图所示10．(13分)(2009·石家庄质检)在“用描迹法画出电场中平面上的等势线”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．吴利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，然后在导电纸中央固定一个小圆柱形电极A，如图甲所示．(1)还需要一个什么形状的电极？答：__________.在图甲中画出示意图，并完成电路连接；(2)通电后，要描绘出过C点的等势线，还需要的仪器是__________，操作步骤是__________；(3)描绘出的等势线应是正圆形，而实验中实际得到的图样却出现明显变形，如图乙所示．右边明显偏离圆形而向外凸起，其原因可能是__________(写出一个即可)．【答案】(1)圆形如图所示(2)带两个探针的灵敏电流表用一个探针与导电纸上的C点接触，另一个探针在导电纸上试触，触到某一点时如果电流表指针不偏转，则把这点记录下来，再把记录下来的点连成一条光滑的曲线，即为过C点的等势线(3)导电纸各处的电阻率不均匀，右边部分的电阻率比其他部分大；或圆形电极不规则，右边部分半径大。
用描迹法画出平面上的等势线
§13~10 用描迹法画出电场中平面上的等势线【实验目的】用描迹法画出电场中平面上的等势线。
【实验原理】两柱形电极在平面导体上形成的电流场和等量异种点电荷的静电场（在某个截面上的分布）非常相似。
本实验通过描绘面电流的等势线，来模拟静电场的等势线。
虽然没有真正描绘静电场的等势线，但这种描绘的方法（描迹法）却是在描绘静电场等势线时普遍适用的。
【实验器材】木板（或塑料底板）、白纸、复写纸、导电纸、图钉、圆柱形电极两个、学生电源、灵敏电流计、开关与导线若干【实验步骤】1、在平板上依次铺放白纸、复写纸、导电纸各一张，并注意导电纸的导电物质在上面。
三张纸用图钉固定在平板上。
2、在导电纸上相距约10cm放置两圆柱形电极，并将电极分别与学生电源的正负极相连。
3、将两探针分别接在灵敏电流计的正负极上。
4、在导电纸上画两个电极的连线AB ，在连线上取间距大致相等的5个点作为基准点，并用探针将它们复印在白纸上。
5、接通电源，将一探针跟某一基准点相接触，另一探针在导电纸上靠近基准点（半径1cm的圆周内）移动、探测，同时观察电流计的示数变化，直到示数为零，得到第一个等势点，将它复印在白纸上。
6、按步骤5的方法，得出该基准点的其它等势点，共8~10个。
7、换基准点，重复步骤5、6，得出这个新基准点的8~10个等势点。
8、把5个基准点的等势点找完。
9、断开电源，取下白纸，将这五组等势点描绘成光滑的曲线。
【信息处理】【实验结论】由描迹法得出的等势线，和静电场中的电场的等势线相似。
【注意事项】1、导电纸不能太小（两电极周围要有等大、足够的空间），否则电流场和等量异种电荷的静电场有很大的差别。
2、“三纸”的次序不能变更。
3、移动探针不要幅度过大，以避免电流过载；探针不要划穿导电纸。
4、一组等势点未测完时，基准点探针千万不能移动。
【思考题】见配套资料：湖南教育出版社《实验指导和实验报告》高中物理第二册P58第4、6、7题。
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用描迹法画出电场中平面上的等势线
[目标]
1．学习用电流场模拟静电场的实验设计思想。
2．能独立完成本实验，学会使用灵敏电流计，加深对等势面的认识。
[知识点]
1．实验目的
⑴用描迹法画出电场中一个平面上的等势线。
⑵深化理解两个等量异种电荷形成电场的等势面、电场线的分布。
2．实验原理
当灵敏电流表的两个探针的接触点电势相等时，没有电流流过电流表，其指针指零。
3．实验器材
平整的塑料板（其上有两个固定螺杆）、白纸、复写纸、导电纸、圆柱形的铜电极、导线、学生低压电源（或电池阻）、探针两根、灵敏电流表。
有关灵敏电流表的几点说明：
⑴灵敏电流表只能用来检验微弱电流，一般被测电流不能超过几百微安。
⑵灵敏电流表的零刻度在刻度盘的中央，将它串联在电路中时，电流可以从正接线柱流入，也可从负接线柱流入。
使用前，一般要判断电流表指针偏转方向跟通过的电流方向间的关系。
⑶灵敏电流表的刻度是均匀的。
⑷电流表不能长期连接在电路中，停止实验时，即断开电路，以保护电流表。
4．实验步骤
⑴安装
(a）依次使白纸、复写纸、导电纸穿过螺杆，并靠在塑料板上，其中导电纸上有导电物质的
一面向上。
(b)将两个圆柱形的铜电极A、B分别套在螺杆上，并用螺母拧紧，使圆柱形电极跟导电纸有良好的接触。
(c) 将两个圆柱形的铜电极A、B分别跟直流电源的正极和负极相连，与电源正极相连的A电极相当于正电荷，与电源负极相连的B相当于负电荷。
两电极间的距离约10cm，与两电极相连的直流电源电压约为6压，如图所示。
⑵选基准点
在两电极的连线上，选取间距大致相等的五个点a、b、c、d、e作为基准点，并用探针把它们的位置复印在白纸上。
⑶探测等势点
（a）从灵敏电流表的两个接线柱上引出两个探针，将两探针触接一下两电极A、B，观察电流表指针偏转方向，掌握指针偏转方向与通过的电流方向间的关系。
（触接两电极时，时间一定要短，动作要快，以免损坏电流表）
（b）左手持探针（I）跟导电纸上的某一基准点a接触，然后在导电纸上两电极连线的一侧，距基准点约1cm处再找一点，右手持另一探针（II）在这一点跟导电纸接触，（一般地电流表指针有偏转）左右移动探针（II）在导电纸上的位置，直到找到某一点a1，使探针（II）跟该点接触时，电流表指针不偏转（指在中央刻度），用探针将该点位置复印在白纸上，a1点就是与与基准点等电势的一个点。
用这种方法，在基准点a两侧各探出4～8个等势点，相邻等势点大约相距1cm。
（c）用同样的方法，探测出另外b、c、d、e四个基准点的等势点。
⑷画出等势线
取出白纸，将五组等势点分别用平滑的曲线连接起来，就得到电场在平面上的五条等势线，如图所示。
5．注意事项
⑴使用的灵敏电流计，应选择零刻度在正中央的那种。
⑵安放导电纸时，导电面应朝上，且电极与导电纸的相对位置不能改变。
⑶寻找等电势点时，应从基准点附近由近及远逐渐推移，不可冒然进行大跨度的移动，以免电势差过大，而使电流计烧坏。
⑷该实验模拟的是等量异种电荷电场的等电势线，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。
⑸导电纸上所涂导电物质相当薄，应避免探针在导电纸上反复划动，而采用试触法确定等势点。
⑹电极与导电纸要良好接触，否则会严重影响等势线的形状。
可选用一电压表先接在两个电极上，读出电压表读数再将电压表接在两电极附近的导电纸上，读出电压表的示数，若二次电压表的示数基本相等，说明电极与导电纸有良好的接触；若二次电压表示数相差很大，则说明电极与导电纸接触不良，应予以调整。
⑺画等势线时，应画出平滑的曲线，而不能画成折线。
6．误差分析
⑴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，要尽可能使用精度较高的电流表。
⑵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，可以在本板上垫3～5张白纸。
⑶导电纸是否符合要求也是本实验产生误差的主要因素之一，导电纸的电阻率应选大于金属电极的电阻率才能使电极本身成为等势体；导电涂层要均匀，纸上导电性才能一致，否则会使测绘出的等势线产生畸变。
⑷圆柱形电极的大小也会给本实验带来误差。
圆柱形电极应选一样大的直径约1cm的。
[检测]
1．在“电场中一平面上等势线的描绘”实验中，为尽量减小实验误差：
⑴若有以下三种满偏电流不同、零刻度在中央的电流表可供选择，应选用
A．100μA；B．0.5mA；C．10mA。
⑵若有三个输出电压不同的直流电源可供选用，应选用
A．1.0V；B．6.0V；C．12V。
⑶若有二种规格的塑料板，其两个圆柱形电极间距离不同，应选用电极间距离稍______（填“大”、“小”）
2．（1992年全国高考题）在用电流场模拟静电场描绘电场中等势线的实验中，所用的器材除了木板、白纸、复写纸、圆柱形电极、导线、电池、电键外，还必须有________、__________、________。
3．（1996年全国高考题）在用电流场模拟静电场描绘电场中等势线的实验中，在下列所给的器材中，应该选用的是：_________________（用器材前的字母表示）。
A．6V的交流电源；
B．6V的直流电源；
C．100V的直流电源；
D．量程0～0.5V，零刻度在刻度盘中央的电压表；
E．量程0～300μA，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：___________、__________、_________。
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a、b两点，如图所示，则当此探针与a点接触时，电表的指针应___________（填左偏，指零，右偏）；当此探针与b点接触时，电表指针应_____________（填左偏，指零，右偏）。
4．如图a所示是电流场模拟静电场描绘电场中等势线的实验中的实验器材实物图，其中灵敏电流表的内部结构原理如图b所示，请用实线作导线连实物电路图。
5．一个学生在做电场中等势线的描绘实验中的主要步骤如下：
A．在木板上依次铺放白纸、复写纸、导电纸各一张，导电纸有导电物质的一面朝下。
B．导电纸上平放着跟它接触良好的两个圆柱形电极，两电极分别与电源的两极相连。