1用DIS描绘电场的等势线

1.35 用DIS描绘电场的等势线
※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：
用电压传感器探测等势点，用描迹法把等势点连接成等势线。

◆实验器材
朗威®DISLab数据采集器、电压传感器、学生电源，电场等势线实验器、白纸、复写纸、导电纸、导线，计算机等。

◆实验装置
如图1
◆实验操作
1、依次将白纸、复写纸、导电纸平铺到描绘电场线实验器上，并用固定栓固定。

将数据采集器连接至计算机，将电压传感器连接至数据采集器，将探针连接至电压传感器。

2、在两电极的连线上，选取间距相等的5个点作为基准点，并用探针把它们的位置压印在白纸上。

3、点击教材专用软件主界面上的实验条目，打开软件进入实验界面。

4、用导线将实验器连接至学生电源，此时，电源正负接线柱可代表政府点电荷。

打开学生电源开关，点击“开始记录”。

点击“传感器调零”。

5、用红色探针与某一基准点接触，然后用黑色探针在导电纸平面上找若干个与基准点的电势差为零的点，并把这些点逐个压印在白纸上(图2)。

6、依次将红色探针接到标记好的这五个点上，用黑色探针在导电纸上找出电势差为零的点并做好标记。

7、将标记的等势点用平滑的曲线连接起来，得到电场的等势线。

2023年上海市宝山区高考物理二模试卷1. 揭示原子核还可以再分的事实是( )A. 电子的发现B. 质子的发现C. 天然放射性现象的发现D. 中子的发现2. 如图A、B，分别为a、b两束单色光经过相同双缝干涉装置后在屏上形成的干涉图样，则( )A. a光的波长大于b光的波长B. a光的光子能量大于b光的光子能量C. 在相同条件下，a光比b光更容易发生明显的衍射现象D. 若a光照射某金属能发生光电效应，则b光照射该金属也一定能发生光电效应3. 如图所示，塔吊正在以速度v向右上方匀速提升重物，忽略空气阻力，则( )A. 重物所受的合力指向右上方B. 重物受到三个力的作用C. 悬吊重物的钢丝绳一定竖直向上D. 钢丝绳对重物的拉力逐渐变大4. 将氧气瓶由寒冷的室外搬到温暖的室内，并放置一段时间，瓶内氧气( )A. 分子热运动的平均动能变小，压强变小B. 分子热运动的平均动能变小，压强变大C. 分子热运动的平均动能增大，压强变小D. 分子热运动的平均动能增大，压强变大5. 如图所示，直线A、B分别为电源a、b的路端电压与流过电源电流的关系图像。

若将一定值电阻分别接到a、b两电源上，通过的电流分别为和，则( )A.B.C.D. 以上情况都有可能6. 如图所示，两条斜线分别为a、b两物体做直线运动的图像，已知时两物体在同一位置，则( )A. b的速度始终比a的速度大B. b的加速度始终比a的加速度大C. 时两物体相遇D. 时两物体相遇7. 在用火箭把航天器送入太空发射的初始阶段，火箭通过燃烧消耗燃料向后吐着长长的“火舌”，推动着航天器竖直上升。

设“火舌”产生的推动力大小保持不变，且不计空气阻力，则在这个过程中航天器的加速度大小( )A. 一直增大B. 一直减小C. 一直不变D. 如何变化，无法确定8. 探测器绕火星做匀速圆周运动，变轨后在周期较小的轨道上仍做匀速圆周运动，则( )A. 探测器的线速度变小B. 探测器的角速度变小C. 轨道半径变大D. 探测器受到的向心力变大9. 某64g放射性元素经过，还有2g尚未衰变，则该元素的半衰期为( )A. B. C. D.10. 如图所示，M能在水平光滑滑杆上滑动，滑杆连架装在离心机上，用绳跨过光滑滑轮与另一质量为m的物体相连。

用DIS描绘电场的等势线(学生实验)一、实验目的用描迹法画出电场中一个平面上的等势线二、实验原理用DIS的电压传感器探测等势点，用描迹法把等势点连接成等势线。

用导电纸上形成的稳恒电流场来模拟静电场，当两探针与导电纸上电势相等的两点接触时，与探针相连的电压传感器的示数为零，从而可以利用电压传感器找出导电纸上的等势点，并依据等势点描绘出等势线。

三、实验器材DIS、木板、白纸、复写纸、导电纸、图钉若干、电池、电键、圆柱形电极两个、导线、电压传感器。

四、实验步骤1. 安装实验装置在平整的木板上依次铺上白纸、复写纸、导电纸。

将导电纸的导电面朝上，用图钉将它们固定好。

在导电纸上放两个与它接触良好的圆柱形电极，将电极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10cm，电压为4—6V。

将两探针通过电压传感器连接到数据采集器的输入口。

2. 实验测量（1）选择基准点先将两个电极的位置压印在白纸上，然后在两电极的连线上，选取间距大致相等的5个点作为基准点，并用探针印在白纸上。

（2）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的某一基准点接触，然后用右手中的探针在导电纸平面上找若干个与基准点的电势差为零的点，用探针把这些点一一压印在白纸上，照这样的方法在每个基准点的两侧，各探测出五个等势点，每个等势点大约相距1cm。

（3）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。

五、注意事项1. 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.2. 寻找等电势点时，应从基准点附近由近及远地逐渐推移，不可大跨度地移动，以免电势差过大.3. 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.【例1】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①②③。

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，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”）.【例2】“用描迹法画出电场中平面上的等势线”的实验中，采用的装置如下图甲所示。

专题八、电场和磁场一、单项选择题（2分题）1、下列实验中准确测定元电荷电量的实验是（ B ）（A ）库仑扭秤实验 （B ）密立根油滴实验 （C ）用DIS 描绘电场的等势线实验 （D ）奥斯特电流磁效应实验 2、如右图所示，一线圈放在通电螺线管的正中间A 处，现向右移动到B 处，则在移动过程中通过线圈的磁通量如何变化（ B ） A ．变大 B ．变小 C ．不变 D ．无法确定3、某电场的分布如右图所示，带箭头的实线为电场线，虚线为等势面。

A 、B 、C 三点的电场强度大小分别为A E 、B E 、C E ，电势分别为A ϕ、B ϕ、C ϕ，关于这三点的电场强度和电势的关系，以下判断正确的是（ D ） A ．A E ＜B E ，B ϕ＝C ϕ B ．A E ＝B E ，B ϕ＝C ϕC ．A E ＜B E ，A ϕ＜B ϕD ．AE ＞B E ，A ϕ＞B ϕ4．分别置于a 、b 两处的长直导线垂直纸面放置，通有大小相等的恒定电流，方向如图所示，a 、b 、c 、d 在一条直线上，且ac=cb=bd 。

已知c 点的磁感应强度大小为B 1，d 点的磁感应强度大小为B 2。

若将b 处导线的电流切断，则（ A ）（A ）c 点的磁感应强度大小变为12B 1，d 点的磁感应强度大小变为12B 1- B 2（B ）c 点的磁感应强度大小变为12B 1，d 点的磁感应强度大小变为12B 2- B 1（C ）c 点的磁感应强度大小变为B 1-B 2，d 点的磁感应强度大小变为12B 1- B 2（D ）c 点的磁感应强度大小变为B 1- B 2，d 点的磁感应强度大小变为12B 2- B 15、关于静电的利用和防范，以下说法正确的是A ．没有安装避雷针的建筑物一定会被雷电击毁B ．油罐车行驶途中车尾有一条铁链拖在地上，避免产生电火花引起爆炸C ．飞机起落架的轮胎用绝缘橡胶制成，可防止静电积聚D ．手术室的医生和护士都要穿绝缘性能良好的化纤制品，可防止麻醉药燃烧 答案B 6、一个点电荷从静电场中a 点移动到b 点，其电势能变化为零，则C（A ）ab 两点场强一定相等 （B ）此点电荷一定沿着等势面移动（C ）a 、b 两点的电势一定相等 （D ）作用于此电荷的电场力与其移动方向总是垂直的vIA Bca× d7、某电场的分布如右图所示，带箭头的实线为电场线，虚线为等势面。

2022-2023学年河北省邯郸市庄中学高二物理模拟试题含解析一、选择题：本题共5小题，每小题3分，共计15分．每小题只有一个选项符合题意1. （多选）连接在电池两极上的平行板电容器，当A板下移一点使两极板之间的距离减小时，则A．电容器的电容C变大B．电容器极板的带电量Q减少C．电容器两极板间的电场强度E变大D．电容器两极板间的P处电势降低参考答案：AC2. （单选）图中A、B、C三点都在匀强电场中。

已知AC⊥BC，∠ABC=600，BC=20cm。

把一个q=10-5C的正电荷从A移到B，电场力做功为零；从B移到C，电场力做功为-1.73×10-3J，则该匀强电场的场强大小和方向是：（）A.865 V/m，垂直AB斜向下B.865 V/m，垂直AC向右C.1000V/m，垂直AB斜向下D.1000V/m，垂直AC向右参考答案：C3. （单选）在赤道上空，一根沿东西方向的水平导线自由落下，则导线上各点的电势正确的说法是：（）A．东端高 B．西端高 C．中点高 D．各点电势相同参考答案：A4. 某小型水电站的电能输送示意图如图所示，发电机通过升压变压器T1和降压变压器T2向用户供电。

已知输电线的总电阻为，降压变压器T2的原、副线圈匝数之比为4:1，降压变压器副线圈两端交变电压V，降压变压器的副线网与阻值Ω的电阻组成闭合电路。

若将变压器视为理想变压器，则下列说法中正确的是（）A. 通过电阻的电流的有效值是20AB. 降压变压器T2原、副线圈的电压比为1:4C. 升压变压器T1的输出电压等于降压变压器T2的输入电压D. 升压变压器T1的输出功率大于降压变压器T2的输入功率参考答案：D5. 做简谐振动的单摆摆长不变，若摆球质量增加为原来的4倍，摆球经过平衡位置时速度减小为原来的1/2，则单摆振动的（）A．频率、振幅都不变 B．频率、振幅都改变C．频率不变，振幅改变 D．频率改变，振幅不变参考答案：C二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6. 如下图所示是定性研究平行板电容器电容的影响因素的装置，平行板电容器的A 板与静电计相连，B板和静电计金属壳都接地．指出图甲、乙所示的情况下，静电计指针的偏转角度变化情况：(1)正对面积增大时，静电计指针的偏转角度________________；(2)板间距离减小时，静电计指针的偏转角度________________．参考答案：7. （16分）有如图(a)、(b)、(c)、(d)所示四个电场，试比较各图中A和B两点场强大小和电势的高低。

广西柳州市2025年高三高中毕业班第一次模拟考试物理试题考生须知：1．全卷分选择题和非选择题两部分，全部在答题纸上作答。

选择题必须用2B 铅笔填涂；非选择题的答案必须用黑色字迹的钢笔或答字笔写在“答题纸”相应位置上。

2．请用黑色字迹的钢笔或答字笔在“答题纸”上先填写姓名和准考证号。

3．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，在草稿纸、试题卷上答题无效。

一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。

在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

1、如图所示，在天花板下用细线悬挂一个闭合金属圆环，圆环处于静止状态。

上半圆环处在垂直于环面的水平匀强磁场中，规定垂直于纸面向外的方向为磁场的正方向，磁感应强度B 随时间t 变化的关系如图乙所示。

t =0时刻，悬线的拉力为F 。

CD 为圆环的直径，CD =d ，圆环的电阻为R 。

下列说法正确的是（ ）A ．4T 时刻，圆环中有逆时针方向的感应电流 B ．34T 时刻，C 点的电势低于D 点 C ．悬线拉力的大小不超过2304B d F TR π+D ．0~T 时间内，圆环产生的热量为224032B d RT π2、若宇航员在月球表面附近自高h 处以初速度v 0水平抛出一个小球，测出小球从抛出到落地的位移为L 。

已知月球半径为R ，万有引力常量为G ，则下列说法正确的是（ ）A ．月球表面的重力加速度2022hv g L h =-月 B ．月球的质量22022()hR v m G L h =-月 C ．月球的第一宇宙速度222hR v v L h =-D．月球的平均密度22232()hvG L h ρπ=-3、如图所示，电源E，导线，导电细软绳ab、cd，以及导体棒bc构成闭合回路，导电细软绳ab、cd的a端和d端固定不动，加上恰当的磁场后，当导体棒保持静止时，闭合回路中abcd所在平面与过ad的竖直平面成30°，已知ad和bc等长且都在水平面内，导体棒bc中的电流I=2A，导体棒的长度L=0.5m，导体棒的质量m=0.5kg，g取10m/s2，关于磁场的最小值和方向，说法正确的是（）A．533T，竖直向上B．533T，竖直向下C．2.5T，由b指向a D．2.5T，由a指向b4、为探测地球表面某空间存在的匀强电场电场强度E的大小，某同学用绝缘细线将质量为m、带电量为+q的金属球悬于O点，如图所示，稳定后，细线与竖直方向的夹角θ= 60°；再用另一完全相同的不带电金属球与该球接触后移开，再次稳定后，细线与竖直方向的夹角变为α= 30°，重力加速度为g，则该匀强电场的电场强度E大小为（）A．E 3B．E3C．E3D．E=mgq5、估算池中睡莲叶面承受雨滴撞击产生的平均压强，小明在雨天将一圆柱形水杯置于露台，测得1小时内杯中水上升了45mm。

实验用描迹法画出电场中平面上的等势线1.学习用恒定电流场模拟静电场描绘等势线的方法.2.熟悉等量异种电荷电场中等势线的分布情况.一、知识准备二、注意事项1.在木板上铺纸的先后顺序是白纸、复写纸、导电纸，并且导电纸有导电物质的一面(黑色)朝上，且两个电极和几层纸的相对位置不变.2.电极与导电纸的接触应该良好，否则会影响实验正常进行．3.在探测与某一基准点电势相等的其他各点时，与该基准点相接触的探针要固定不动．4.寻找等势点时，应从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，发生电流表过载现象．5.绝不允许将两探针分别同时触到电极，以防烧坏电流表.6.鉴于导电纸边缘处的等势线会变形，探测等势点不要靠近导电纸的边缘.7.描绘的等势线必须是平滑曲线，不应画成折线．三、实验器材进行实验一、实验过程二、数据记录请将实验所描绘的图象粘贴在此处.三、实验结论一、误差分析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因素之一，对此，安装电极时要加以注意，可以在木板上垫几张白纸．3.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．导电纸的电阻率应远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．4.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1cm的磨平铜柱两只．拓展实验练习1. 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．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2.3.做电场中等势线的描绘实验时，下列操作错误的是( )A．在平板上从下而上依次铺好白纸、复写纸、导电纸，安好电极，接好电路B．将灵敏电流计的一个探针接在一个电极上，用另一个探针接触导电纸，缓慢移动，可找出许多点，使电流计指针不发生偏转C．将与基准点等电势的点复印在白纸上D．将与基准点等电势的点用平滑曲线连接起来即为一条等势线4．在用描迹法画出电场中平面上的等势线的实验中，若将电源电压提高为原来的2倍，则以下说法正确的是( )A．描绘得到的等势线形状与原来相同B．描绘得到的等势线形状与原来不同C．会增大实验误差D．基准点应重新选取5．用恒定电流的电场来模拟静电场描绘等势线时，下列哪些情况是能够实现的( )A．如图7(a)圆柱形电极M、N都接电源的正极，用来模拟等量正点电荷周围的静电场B．如图7(b)圆柱形电极M接电源正极，圆环形电极N接电源负极，用来模拟正点电荷周围的静电场C．如图7(c)两个平行的长条形电极M、N分别接电源正、负极，用来模拟平行板电容器间的静电场D．如图7(d)圆柱形电极M接电源负极，用来模拟负点电荷周围的静电场6．在“电场中等势线的描绘”实验中，下列措施会影响所描绘等势线的形状的是( ) A．把直流电源的电压变为原来的两倍B．把直流电源的电压变为原来的一半C．把圆柱形电极改为长方体形电极D．把灵敏电流计换成内阻很大的电压表7．在“电场中平面上等势线的描绘”的实验中，提供了下面一些操作步骤：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在一个电极上，用另一个探针接触导电纸，缓慢移动可划出许多点，使电流计指针不发生偏转，这许多点的连线即为一条等势线；C．在平板上先铺上白纸，再铺上复写纸，然后铺上导电纸；D．安装好电极接好电路；·E．闭合开关S；F．在两电极的连线上，等距离取五个基准点，并复印在白纸上；G．电流表的一个探针接触某个基准点不动，另一个探针缓慢移动到电流表指针不偏转时，复印一个点．这样反复移动，可复印出许多点，连接这些点的平滑曲线即为一条等势线．(1)在以上提供的步骤中，缺少一个很重要步骤，它是. 。

高中物理考题精选〔36〕——电势差电势1、一带电粒子在电场中仅受静电力作用，做初速度为零的直线运动，取该与位移x的关系如右图所示，直线为x轴，起始点O为坐标原点，其电势能Ep以下图象中合理的是〔〕答案 D 分析：粒子的电势能随位移变化的图象斜率对应粒子所受的静电力大小，故可知电场力、电场强度及粒子加速度随位移变化应该是越来越小，故A错，D对；粒子动能随位移变化的图象斜率对应粒子所受合外力的大小，而此时的合外力即为粒子所受静电力，故B错；粒子沿x轴的运动是一个加速度减小的加速运动，故速度与位移不一定是线性关系，C错。

2、如下图，a、b为竖直方向上的电场线上的两点，一带电质点在a由静止释放，沿电场线方向向上运动，到b点速度恰好为零，以下说法中正确的选项是〔〕A、带电质点在a、b两点所受的电场力都是竖直向上的B、a点电势比b点的电势高C、带电质点在a点的电势能比在b点的电势能小D、a点的电场强度比b点的电场强度小答案 A 解析：A、由题意可知，带点质点受两个力，重力和电场力．，开始由静止向上运动，电场力大于重力，且方向向上．因为在一根电场线上，所以在两点的电场力方向都向上．故A正确；B、小球开始由静止向上运动，电场力大于重力，且方向向上．但由于小球的电性未知，不能判断电场线的方向，所以不能判断a、b两点电势的高低．故B错误．C、电场力做正功，电势能降低，所以带电质点在a点的电势能比在b点的电势能大．故C错误；D、在a点，电场力大于重力，到b点恰好速度为零，可知先加速后减速，所以b点所受的电场力小于重力．所以a点的电场强度比b点的电场强度大．故D错误．故选A3、如下图，A、B为某电场中一条直线上的两个点，现将正点电荷从A点静止释放，仅在电场力作用下运动一段距离到达B点，其电势能E p随位移x的变化关系如下图．从A到B过程中，以下说法正确的选项是〔〕A. 电场力对电荷一直做正功B. 电势一直升高C. 电荷所受电场力先减小后增大D. 电荷所受电场力先增大后减小答案 C 解析：A、电势能先减小后增大，则电场力做正功后做负功．故A错误．B、正电荷从A到B电场力先做正功，后做负功，则说明电场力方向变化，即电场线方向先向右，后向左，所以电势先降低后升高．故B错误．C、电势能E P随位移x的变化关系图象的斜率表示电场力的大小，因此电场力先减小后增大．故C正确，D错误．故选C．4、两个等量异种点电荷位于x轴上，相对原点对称分布，正确描述电势随位置变化规律的是图〔〕答案 A 解析：两个等量异号电荷的电场线如以下图，根据“沿电场线方向电势降低”的原理，从左侧无穷远处向右电势应升高，正电荷所在位置处最高；然后再慢慢减小，O点处电势为零，则O点右侧电势为负，同理到达负电荷时电势最小，经过负电荷后，电势开始升高，直到无穷远处，电势为零；故B、C、D是错误的；A正确．故选A．5、如下图，光滑绝缘细管与水平面成30。