高中物理实验 描绘电场中等势线
【高中物理】高中物理实验数据常用的处理方法
【高中物理】高中物理实验数据常用的处理方法高中物理实验数据常用的处理方法，希望同学们牢牢掌握，不断取得进步!1、直接比较法中学物理的某些实验，只需通过定性的确定物理量间的关系，或将实验结果与标准值相比较，就可得出实验结论的，则可应用直接比较法。
如研究"验证力的平行四边形定则"实验中，可直接比较实验中测出的合力和根据实验做出的平行四边形的对角线，比较两矢量的大小和方向，可确定是否达到了验证平行四边形定则的目的;在"研究电磁感应现象"的实验中，可在观察、记录的基础上，经过比较和推理，得出产生感应电流的条件和判定感应电流方向的方法。
2、描迹法描迹可形象直观地直接反映实验结果。
如在"研究平抛物体的运动"实验中，用描迹法直接描绘小球的运动轨迹;在"电场中等势线的描绘"的实验中，用描迹法描绘等势线等。
应用描迹法时应注意：(1)所描出的曲线或直线应是平滑的，不应有突然的转折。
(2)个别点若偏离所描出的曲线太远，可认为是某种偶然因素所致，一般可将这样的点舍去。
(3)为能较为准确地描述所记录的曲线，实验所记录的点的总数不能太少，且应在所描范围内大致均匀分布。
3、平均法取算术平均值是减小偶然误差常用的数据处理方法，把待测物理量的若干次测量结果值相加后除以测量次数。
平均法的基本原理是：在多次测量中，由偶然误差引起的正、负偏差出现的机会相等。
故将多次的测量值相加时，所有偏差的代数和为零。
在求平均值时应注意在什么情况下求平均值，例如求凸透镜焦距时，应对每一组物距和像距求得的多个焦距值求平均值，而不应对各个物距和像距求平均值。
4、列表法把被测物理量分类列表表示出来，需说明记录表的要求，主要内容。
列表法有制表方便，形式紧凑，数据易于比较等优点。
列表法还常常是图表法的基础。
列表法应注意：(1)项目应包括名称及单位。
(2)实验测得的数据应按测量结果，取恰当的有效数字填入。
【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。
高中物理电学实验专题
12 电学物理实验1 用描迹法画出电场中平面上等势线实验所用的电流表是零刻度在中央的电流表，在实验前应先测定电流方向与指针偏转方向的关系：将电流表、电池、电阻、导线按图1或图2 连接，其中R 是阻值大的电阻，r 是阻值小的电阻，用导线的a 端试触电流表另一端，就可判定电流方向和指针偏转方向的关系。
该实验是用恒定电流的电流场模拟静电场。
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。
2 伏安法测电阻1伏安法测电阻有a 、b 两种接法，a 叫(安培计)外接法，b 叫（安培计）内接法。
外接法的系统误差是由电压表的分流引起的，测量值总小于真实值，小电阻应采用外接法；内接法的系统误差是由电流表的分压引起的，测量值总大于真实值，大电阻应采用内接法。
如果无法估计被测电阻的阻值大小，可以利用试触法：如图将电压表的左端接a 点，而将右端第一次接b 点，第二次接c 点，观察电流表和电压表的变化，若电流表读数变化大，说明被测电阻是大电阻，应该用内接法测量；若电压表读数变化大，说明被测电阻是小电阻，应该用外接法测量。
（这里所说的变化大，是指相对变化，即ΔI /I 和ΔU/U ）。
（1）滑动变阻器的连接滑动变阻器在电路中也有a 、b 两种常用的接法：a 叫限流接法，b叫分压接法。
分压接法被测电阻上电压的调节范围大。
当要求电压从零开始调节，或要求电压调节范围尽量大时应该用分压接法。
用分压接法时，滑动变阻器应该选用阻值小的；用限流接法时，滑动变阻器应该选用阻值和被测电阻接近的。
（2）实物图连线技术无论是分压接法还是限流接法都应该先把伏安法部分接好；对限流电路，只需用笔画线当作导线，从电源正极开始，把电源、电键、滑动变阻器、伏安法四部分依次串联起来即可（注意电表的正负接线柱和量程，滑动变阻器应调到阻值最大处）。
对分压电路，应该先把电源、电键和滑动变阻器的全部电阻丝三部分用导线连接起来，然后在滑动变阻器电阻丝两端之中任选一个接头，比较该接头和滑动触头两点的电势高低，根据伏安法部分电表正负接线柱的情况，将伏安法部分接入该两点间。
高中物理实验实验用描迹法画出电场中平面上的等势
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】本实验要描绘的量等量正、负电荷电场的等势线，直接描绘这一电场的等势线是困难的，所以我们采用等效替代法来描绘。
把电极A、B放在导电纸上，A接电源正极，B接电源负极，在A、B间加电压后，A电势高，B电势低，电流从A经导电纸流到B，等效为A带正电，B带负电，导电纸上的电场与等量正负电荷产生的静电场是相似的，通过测量导电纸上电势相等的点来描绘出电场中一个平面的等势线。
【注意事项】1、按白纸、复写纸、导电纸的先后顺序在底板铺好，导电纸有导电物质的一面（黑色）朝上。
2、两电极和导电纸要接触良好。
3、不能将电流表直接接电源两极，两点间的距离也不要太大，以免损坏电流表。
4、在定位时不应用探针在导电纸上反复划动，用点用点击法。
5、实验结束后，请取下白纸，给出等势线，写上姓名，组号，上交老师查验。
【实验器材】1、学生电源，2、导线2根，3、探针2根，4、电流表1块，5、塑料底板1块，6、复写纸1张，7、导电纸1张，8、白纸1张。
【实验步骤】1、在塑料底板上依次安放白纸、复写纸、导电纸，导电的一面朝上（黑色的）。
2、在导电纸上将两个导电圆柱形电极A、B固定好，将两个电极分别用导线接到电路中去。
3、把两个探针分别接到灵敏电流计的两个接线柱上。
4、在导电纸上画出两个电极的连线，并在连线上取间距相等的五个点作为基准点，并复写到白纸上。
5、用平衡法找到各个基准点的等势点。
6、取出白纸，据得到的五组等势点画出5条平滑曲线，它们就是等势线。
【实验小结】该实验可用小量程的电流表，也可以用电压表，但用小量程的电流表比较精确，所以选用小量程的电流表找等势点。
【作业布置】实验结束后，请取下白纸，给出等势线，写上姓名，组号，上交老师。
试验描绘电场中的等势线中的几个问题
实验“描绘电场中的等势线”中的几个问题（江西省信丰中学施国富）选自《物理教师》2008年第9期1．电场中的等势线缘何“变形”?1．1问题的提出高中物理第2册有个学生分组实验——“用描迹法画出电场中平面上的等势线”，按照教材介绍的实验步骤，在每个基准点上下方各描出2～4个等势点，然后连成等势线。
由于时间比较充裕，有的学生就每个基准点，多描了几个等势点，一直到导电纸的边缘．连接等势点绘成等势线时，问题出现了，所绘成的等势线的形状与教材上正负电荷形成的电场中的等势线的形状相比，在边缘出现了一些变形，如图1（实际描绘出的等势线）和图2（教材中画出的理想等势线）所示。
学生们以为是自己操作有误，重做几次，结果一样。
到底是什么原因导致等势线在边缘处变形呢？图11．2实验的原理高中物理教材中所说的电场是指由电荷形成的静电场。
要探测静电场中的等势点是极为困难的，一方面静电场中不存在电流，用磁电指针式电流表无法探测，另一方面在探测时，导体进入静电场，使静电场发生较大的变化，探测结果没有实际的意义。
在导电介质两端引入一定的电压，导电介质（如导电纸）中产生电流，并形成一定的电流密度分布，在两电极间建立一个电流场。
由于电流场与静电场具有相似的物理特性，而探测电流场中的等势点是很容易的，于是采用电流场模拟静电场，探测和研究静电场中的等势线，教材中对这点已作了简单的注解。
因此，“用描迹法画出电场中平面上的等势线”这个实验不是真实验，而是一个模拟实验。
了解了实验本质之后，我们可以对本文开头提出的问题作出解释。
1．3问题的解释在无限大平面上均匀分布一层导电微晶，在这层导电微晶上某两点间建立起电流场，由于电流密度呈一定形状分布，它的等势线分布和形状，与静电场中的某一平面上的等势线分布及形状是非常相似的。
在较小的导电纸上，边缘的电流与边缘走向一致，即导电纸边缘的电流密度的方向，与导电纸边缘的切线方向一致，这就是所谓的“边缘效应”。
电流密度的方向总是与等势线垂直。
最全的高中物理电场线等势面图像
静电场模型一、夯实基础知识1、深刻理解库仑定律和电荷守恒定律。
(1)库仑定律:真空中两个点电荷之间相互作用的电力，跟它们的电荷量的乘积成正比，跟它们的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。
即：221r q kq F =其中k 为静电力常量， k =9.0×10 9 N m 2/c 2成立条件:①真空中（空气中也近似成立），②点电荷。
即带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略不计。
（这一点与万有引力很相似，但又有不同：对质量均匀分布的球，无论两球相距多近，r 都等于球心距；而对带电导体球，距离近了以后，电荷会重新分布，不能再用球心间距代替r ）。
(2)电荷守恒定律:系统与外界无电荷交换时，系统的电荷代数和守恒。
2、深刻理解电场的力性质。
电场的最基本的性质是对放入其中的电荷有力的作用。
电场强度E 是描述电场的力的性质的物理量。
⑴定义：放入电场中某点的电荷所受的电场力F 跟它的电荷量q 的比值，叫做该点的电场强度，简称场强。
qFE=这是电场强度的定义式，适用于任何电场。
其中的q 为试探电荷（以前称为检验电荷），是电荷量很小的点电荷（可正可负）。
电场强度是矢量，规定其方向与正电荷在该点受的电场力方向相同。
⑵点电荷周围的场强公式是：2r kQE =，其中Q 是产生该电场的电荷，叫场源电荷。
⑶匀强电场的场强公式是：dUE =，其中d 是沿电场线方向上的距离。
3、深刻理解电场的能性质。
（1）电势φ：是描述电场能的性质的物理量。
○1电势定义为φ=qE，是一个没有方向意义的物理量，电势有高低之分，按规定：正电荷在电场中某点具有的电势能越大，该点电势越高 。
○2电势的值与零电势的选取有关，通常取离电场无穷远处电势为零；实际应用中常取大地电势为零。
○3当存在几个“场源”时，某处合电场的电势为各“场源”在此处电场的电势的代数和 。
○4电势差，A 、B 间电势差U AB =ΦA -ΦB ;B 、A 间电势差U BA =ΦB -ΦA ，显然U AB =-U BA ，电势差的值与零电势的选取无关。
实验五 静电场的描绘
实验五 静电场的描绘【实验目的】1.学习用模拟法描绘静电场的分布的基本概念。
2.通过描绘同轴柱面电场的等势线和电场线，加深对电势和场强关系的理解。
【实验仪器】1-MJ 型静电场描绘仪（含专用电源、数显电压表）、探针、水槽、毫米方格纸等【实验原理】1、 静电场测量的困难与模拟法带电体在其周围空间会产生静电场，可以用电场强度和电势的空间分布来描述。
2、 静电场的相似模拟——用稳恒电流场模拟静电场根据相似模拟的特点，本实验用稳恒电流场模拟静电场。
【实验结果及数据处理 】rE 02πελ= （1） 式中，λ为A （或B ）的电荷线密度，其电势r U 可表示为：ar U dr E U U r a a a r ln 20⎰-=⋅-=πελ （2） 在b r =处应有ab U dr E U U b a a a b ln 20⎰-=⋅-=πελ （3） 令b r =时，0=b U ，代入（3）式，得：a b U a ln 20=πελ 代入（2）得 a b r bU U a r ln ln= （4） 距中心r 出的场强为r ab U dr dU E a r 1ln ⨯=-= （5） rdr dR ⨯=πδρ2 rb R rb ln 2πδρ= （6） a b R ab ln 2πδρ= （7） ab U R U I a ab a ln 2ρπδ== （8） a b r bU IR U a rb r ln ln==' （9） E drdU dr U d E r =-='-=' 5、无限长带电同轴圆柱体中的电场的模拟ab r bU U ln ln0= 0/)(U U b a b r = （10） 【实验步骤】1、测绘无限长平行带电直导线的等势线簇。
（1）水槽中倒入适量的水，调节水槽使之水平，水盘内各处水深要相同但不要太深，以5mm 左右为宜。
（2）选用平行导线电极，按照图6连接电路，调节滑线变阻器使两电极A 、B 之间的电势差V U 120=。
高考物理实验方法，七种主要方法
高考物理实验方法，七种主要方法物理实验用“学过的实验方法”、“用过的仪器”进行新的实验，以考查其基本实验能力和理解、推理、迁移的能力。
小编整理了物理学习相关内容，希望能帮助到您。
高中物理实验七种主要方法1、控制变量法在实验中或实际问题中，常有多个因素在变化，造成规律不易表现出来，这时可以先控制一些物理量不变，依次研究某一个因素的影响和利用。
如气体的性质，压强、体积和温度通常是同时变化的，我们可以分别控制一个状态参量不变，寻找另外两个参量的关系，最后再进行统一。
欧姆定律、牛顿第二定律等都是用这种方法研究的。
2、等效替代法某些物理量不直观或不易测量，可以用较直观、较易测量而且又有等效效果的量代替，从而简化问题。
如在验证动量守恒实验中，发生碰撞的两个小球的速度不易直接测量，可用水平位移代替水平速度研究;在描绘电场中的等势线时，用电流场来模拟电场等都用了等效思想。
3、累积法把某些难以用常规仪器直接准确测量的物理量用累积的方法，将小量变大量，不仅可以便于测量，而且还可以提高测量的准确程度，减小误差。
如测量均匀细金属丝直径时，可以采用密绕多匝的方法;测量单摆的周期时，可测30-50个全振动的时间;分析打点计时器打出的纸带时，可隔几个点找出计数点分析等。
4、留迹法有些物理过程是瞬息即逝的，我们需要将其记录下来研究，如同摄像机一样拍摄下来分析。
如用沙摆描绘单摆的振动曲线;用打点计时器记录物体位置;用频闪照相机拍摄平抛的小球位置;用示波器观察交流信号的波形等。
5、外推法有些物理量可以局部观察或测量，作为它的极端情况，不易直观观测，如果把这局部观察测量得到的规律外推到极端，可以达到目的。
例如在测电源电动势和内电阻的实验中，无法直接测量I=0(断路)时的路端电压(电动势)和短路(U=0)时的电流强度，通过一系列U、I对应值点画出直线并向两方延伸，交U轴点为电动势，交I轴点为短路电流。
6、近似法在复杂的物理现象和物体运动中，影响物理量的因素较多，有时为了突出主要矛盾，可以有意识的设计实验条件、忽略次要因素的影响，用近似量当成真实量进行测量。
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（3）等势线的描绘:将探针接在灵敏电流计上，使一个 探针固定在a点，另一探针在导电纸上轻轻移动，当找 到电流为零的点，即灵敏电流计指针不发生偏转的点， 作出标记a1（用探针在导电纸上用力压一下，通过复写 纸在白纸上留下痕迹）如图所示。继续寻找这样电流为 零的点a2、a3、a4……。这些点均和a点有相同的电 势
2、若把该实验中的圆柱形电极改为长方体电极， 会不会影响所描绘的等势线的形状？ __（会填 “会”或“不会” ）
3、若本实验中没有灵敏电流计，是否可以用内 阻较大的电压表代替？（填“能”或“不能”） 如能用电压表代替，其具体做法应如何？
答：能。具体做法：将电压表一端接某一电极， 另一端接探针，使探针与各基准点接触并在附 近移动，电压表读数相等的点即为等势点。
（4）用以上方法，将一个探针依次固定于b、c、 d、e点，分别找到与它们电势相等的点。
（5）取去导电纸，将白纸上有相同电势的点用 光滑曲线连接起来，即可得到五条等势线（如 图）
注意事项 1、使用灵敏电流计应选择零刻度的正中间的
2、安放导电纸，导电面应朝上，且电极与导电 纸的相对位置不能改变。
3、寻找等势点时，与该基准点相接触的探针要 固定不动，另一个探针应从基准点附近由远地逐 渐推移，不可冒然进行大跨度的移动，以免电势 差过大，发生电流计过电流现象。
描绘电场中等势线
实验目的
用描迹法画出电场中一个 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 尖端的电势差为零时，与探针相连的电流表 中电流强度为零，从而可通过探针找出电流 场中的等势点，并依据等势点描出等势线。
等效替换的思想
实验仪器
学生电源（或干电池4节)、圆柱形电 极2个、导电纸、复写纸、白纸一张、检流 计、一对探针以及木板一块(等势线描绘实 验器)
实验步骤
（1）将导电纸有导电物 质的一面向上，下面依次垫 复写纸和白纸（或坐标纸）
将纸一起用图钉固定在光滑木板上，注意使导电 纸在整个实验过程中不要移动。将圆柱形电极放在导 电纸上，并使两个电极相距10厘米左右。将电极与电 源的6伏稳压输出相连。连线进行六 等分，除电极以外的五个等分点即作为电势的 基准点。
+
-
+
-
如图所示,若一探针对准基准点a1时,另一 探针指在a处,结果电流表指针向右偏,那么,要
找到a1的等势点,另一探针应往a的左边还是右
边移动?
左边
当你按实验中的方法正确得出了等 势线以后，能否继续画出电场线？
利用电场线与等势线垂直的特点。
注意事项
4、在实验中探针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。
5、导电纸上所涂导电物质相当薄，故在定位时 不应用探针在导电纸上反复划动，应用点接触 法。
训练
在“电场中等势线描绘”的实验中，每相差 一定的电势就画一条等势线，那么这些等势线在 空间的分布是A_、_B_、__C、E
A．以两极连线为轴的轴对称图形 B．以两电极连线的中垂线为轴的轴对称图形 C．以两电极连线的中点为中心的中心对称图 形 D．各等势线之间的距离相等 E．距电极越近，等势线越密集
如果在“电场中等势线的描绘”的实验中，在 下列所给出的器材扎中，应该选用的是___B_E____ （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的交流电源。 D、量程0-0.5V，零刻度在刻度盘中央的电流表 E、量程0-300μ A,零刻度在刻度盘中央的电流表
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？ 不_可__以__（填“可以”或 “不可以” ）