试验描绘电场中的等势线中的几个问题

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。

高三物理实验总复习
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 __________。

用描迹法画出电场中平面上的等势线” 【例2】 在“用描迹法画出电场中平面上的等势线”的实 验中，采用的装置如图3甲所示.在平整的木板上， 验中，采用的装置如图3甲所示.在平整的木板上，由下 而上依次铺放白纸、复写纸和导电纸，A、B为两个电 而上依次铺放白纸、复写纸和导电纸， 的电源两端. 极，分别接在路端电压为6 V的电源两端.A接电源正极， 分别接在路端电压为6 V的电源两端 接电源正极， B接电源负极，在AB两点的连线上，有a、b、c、d、e 接电源负极， AB两点的连线上， 两点的连线上 五个等间距的点. 五个等间距的点.
(4)按同样的方法，找出其余四个基准点的4 8 (4)按同样的方法，找出其余四个基准点的4~8个等势 按同样的方法 点，断开电源. 断开电源. 4.画等势线 4.画等势线 取出白纸， 取出白纸，根据五个基准点的等势点画出五条平滑的曲 线，如图乙. 如图乙.
【注意事项】 注意事项】
1.使用的灵敏电流表，应选择零刻度在正中间的那种. 1.使用的灵敏电流表，应选择零刻度在正中间的那种. 使用的灵敏电流表 2.安放导电纸，导电面应朝上， 2.安放导电纸，导电面应朝上，且电极与导电纸的相对 安放导电纸 位置不能改变. 位置不能改变.
解析
(1)电路中，电源正极电势最高，负极电势最低， (1)电路中，电源正极电势最高，负极电势最低， 电路中
因而基准点中e点电势最低. 因而基准点中e点电势最低. (2)由题意知电流表是红进右偏，黑进左偏， (2)由题意知电流表是红进右偏，黑进左偏，由电路分 由题意知电流表是红进右偏 今指针左偏，说明电流是黑进， 析知 ϕ d < ϕ f 今指针左偏，说明电流是黑进，即黑笔处 电势高，红笔处电势低，红笔接在d 电势高，红笔处电势低，红笔接在d点. (3)据电路电势分布： (3)据电路电势分布：ϕ a > ϕ g , ϕ 左 > ϕ 右 接g的表笔应 据电路电势分布 ， 向左移动. 向左移动. 答案 (1)e (2)d (3)左 (1)e (2)d (3)左

二、电场中平面上等势线的描绘【重要知识提示】1．实验目的和原理(1)实验目的用描迹法画出电场中在平面上的等势线．(2)实验原理由于直接描绘静电场中的等势线非常困难，所以本实验利用恒定电流形成的电场来模拟静电场进行实验，从而研究平面上的电场等势线的分布情况．我们知道，若电流表接人电路无电流通过，则电流表两极接触处电势相等．据此找出电场中的等势点，再把一系列的等势点连成平滑曲线，就描绘出了电场在平面上的等势线．2．实验器材灵敏电流表、金属探针两根，学生用低压电源或电池组，圆柱形电极两个，木板或塑料底板一个，导电纸、复写纸、白纸各一张，导线、开关、图钉等．说明：在本实验中使用的电流表有以下特点：(a)灵敏电流表只能用来检测微弱电流，一般被测电流不能超过几百微安；(b)灵敏电流表的零刻度在刻度盘的中央，将它串联接人电路时，电流既可从正接线柱流人，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与通过的电流方向之间关系；(c)灵敏电流表的刻度是均匀的；(d)电流表不要长期连接在电路中，在停止实验时，应随即断开电路，以便保护灵敏电流表．3．实验步骤及安装调试(1)安装：(a)在平整的木板上依次铺放白纸、复写纸、导电纸各一张，其中导电纸有导电物质的一面(深色)向上．再用图。

钉将它们一起钉在木板上．如图5—12所示；(b)在导电纸上放上两个跟它接触良好的圆柱形电极，两极间距离约为lOcm，与两极柱相连的直流电源电压约为6V．与电源的正极相连的电极A作为正电荷，与电源的负极相连的电极B作为负电荷.(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五个点作为基准点，并用探针把它们的位置复印在白纸上．(3)探测等势点：(a)从灵敏电流表的两个接线柱引出两个探针；(b)将两探针触接A、B极，观察电流表指针偏转方向，了解其指针偏转方向与通过的电流方向之间关系；(c)将探针(I)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处再选一点，将探针(Ⅱ)在此点与导电纸接触(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，使电流表的指针没有偏转为止，说明该点跟基准点的电势相等．用探针(Ⅱ)将此位置复印在白纸上，继续在这个基准点的两侧，各探出五个等势点(每两个相邻的等势点大约相距1cm)；(d)用同样的方法，探测出另外四个基准点的等势点．(4)描绘等势线：取出白纸，根据五组等势点画出五条平滑的曲线，它们就是电场在平面上的五条等势线，如图5—13所示．4．注意事项(1)电极与导电纸应有良好的接触，否则会影响实验正常进行．可选用一电压表先接在两极柱上，读出电压表读数，再将电压表接在两电极附近的导电纸上，读出电压表示数．若电压表读数与原来基本相等，则说明电极与导电纸接触良好；若两次读数相差很大，则说明电极与导电纸的接触不良(即在电极与导电纸之间有较大接触电阻)，应予以调整．(2)在木板上铺纸的先后顺序是白纸、复写纸、导电纸，且导电纸有导电物质的一面(深色)朝上．(3)使用灵敏电流表之前，应判断其指针偏转方向与通过的电流方向之间的关系，以便尽快探测到等势点．(4)根据等势点描绘等势线时，应该画成平滑曲线，不应该连成折线．(5)导电纸上所涂导电物质相当薄，故在定位时，不要用探针在导电纸上反复划动，应用点触法寻找等势点．【典型范例导析】【例1】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) (B F)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O．5V、零刻度在刻度盘中央的电压表E．量程为O．6mA的电流表F．量程为300衅、零刻度在刻度盘中央的电流表解析从安全角度考虑，不能选用C，因为100V电源接在两接线柱上，电流会很大，会烧毁电源、电流表．从可行角度考虑，不能选用A．本实验是一个研究性模拟实验，因为直接描绘静电场的等势线有很大困难，而恒定电流的电场与静电场相似，所以利用恒定电流电场来模拟静电场．因此两金属电极间应接直流电源，电源应选用B．在本实验中，选用导电纸电阻率一般都很大，当用电压表测两点间电压时，由于电压表的内阻与被测两点间电阻比较接近，电压表的分流作用不能忽略，这将使导电纸上的电流场发生较大变化．在理想情况下，只有使用内阻很大的电压表(几百kΩ以上)时，才能忽略电压表的分流作用．但是，现行中学实验室配备的电压表无法达到理想要求，所以一般不采用电压表D．从精确角度、从操作方便角度都应选用零刻度在刻度盘中央的电流表F．点评 (1)在研究物理现象、探索物理规律时，某些物理现象难以直接研究，若被研究的现象与我们熟悉的另一种现象有某些相似的特征，则常常可以采用模拟法进行探索．本实验就是利用恒定电流的电流场与静电场在等势线分布上的相似性进行模拟实验的．(2)实验时，根据目的、原理构思出一定的实验方案，在选择实验器材时，应遵循以下原则：首先应从安全角度考虑，再从减小误差角度选择，最后从实验操作、处理的可行角度进行筛选．【例2】如图5—14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人电流表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)应向移动．(选填“向左”或“向右”)．解析如图5—14所示，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5—14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．点评研究等势线之前，应观察A、B两圆极柱与电源的接法，大致了解导电纸上电场线特点，这样才能尽快寻得等势点，避免“摸石头过河”的茫然作法．【例3】在“描绘电场等势线的实验中，在安装、调试、操作均规范的前提下，分别选用电源电压U1=2V、U2=6V接在金属圆极柱上．试分析：在使用相同电流表的条件下，哪种情形下绘得等势线(限于导电纸中央区域)更准确?解析如图5—15所示，A、B为两圆柱形电极，设P’、P为导电纸上同一电场线上靠近的两点，P、C为导电纸上同一等势线上两点．若A、B间电压越小，则P’与P之间电势差越小．当电流表两探针分别触接C、P’时，电流表指针偏转不明显或实验者无法觉察到指针偏转，实验者可能就认为P’与c电势相等，因此出现描绘误差．若A、B间电压越大，则P’与P之间电势差越大．同理可知，当电流表两探针分别接触P’、C两点时，电流表指针偏转较明显，实验者很容易断定P’与C的电势不相等，他会继续向P’点右方、接近P点的方向寻找与C电势相等的点．因此，在此情况下寻找的等势点、描绘的等势线更准确．当然，并不是A、B两极间电压越大越好．当两极柱间电压太大时，灵敏电流计的安全得不到保障．【能力跟踪训练】1．在“电场中平面上等势线的描绘”实验中，发现等势线发生了畸变，则产生误差原因可能是 ( A B C )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2．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__使用灵敏电流计之前，应查明电流表指针偏转方向与通过它的电流方向之间关系，以便使用时能尽快找出等势点_________________________(2)在以上提供的步骤中，错误的步骤是__B．若将电流表的一个探针接在电极上，而另一探针与导电纸接触，而探针间总存在电势差，其指针总会偏转．使用灵敏电流计按B步骤无法准确地找出等势点_____________________________________(3)将以上正确步骤选出，并按正确的操作顺序将步骤的序号排列__C、D、A、F、E、G_______________3．在“电场中平面上等势线的描绘"的实验中，为尽量减小实验误差．(1)若有几只满偏电流不相同的电流表供选用，应选用 (A )A．100pA B．O．5mA C．10mA(2)若有几种输出电压的直流电源供选用，应选用 ( B )A．1．0V B．6．0V C．12V ’(3)若有两种规格的平木板，在两种情形下两个圆柱形电极间距不同，则应选两电极距离稍___大______的平木板(选填“大”、“小”)．4．在用模拟法描绘静电场等势线实验中，某同学将两平行的长条形电极紧压在导电纸上(导电纸铺在平板上)，并分别接在低压恒定直流电源两极，如图5—16所示．现取一金属圆环，将其压放在两极之间的导电纸上，再在灵敏电流计上正、负极柱上分别连接两探针(I)、(Ⅱ)，对环内导电纸上电场进行测试，则：(1)当两探针(I)、(Ⅱ)与环内导电纸上任意两点相接触时，电流表指针将__________(选填“左偏”、“指零”、“右偏”)(2)当两探针(I)、(Ⅱ)与圆环上任意两点相接触时，电流表指针将__________(选填“左偏”、“指零”、“右偏”)(3)当两探针(I)、(Ⅱ)分别与环上‘、环内导电纸相接触时，电流表指针将__________ (选填“左偏”、“指零”、“右偏”)综合以上测试，表明__________．5．实验室配备有以下实验器材：A．学生电源；B．圆柱形金属电极(附有接线柱)；C．长条形电极；D．圆环形电极；E．灵敏电流表；F．毫安表；G．白纸、复写纸、导电纸、平木板；H．导线、开关若干．现要求用模拟法完成描绘带正电点电荷电场在平面上等势线，试分析：(1)选用器材有A、B、D、E、G、H (填选用器材代号)．(2)安装电极时，应注意：(a) 安装电极时，、将圆枉彤金属电极压放在导电纸正中央，且圆柱形电极处在圆环形电极的圆心处(b) 接电源时应将电源正极与圆柱形电极相接，将电源负极与圆环形电极相连【答案与提示】1．A．B、C(导致描绘出的等势线成畸形，其原因很多：(a)可能由于电流表的灵敏度不高，导致描点不准确，绘出的等势线与实际的的情形有出入；(b)可能由于电极与导电纸间接触不良，形成较大的接触电阻，因而影响了导电纸上电场的分布，使实验者描绘出的等势线与在正常情形下有出入；(c)导电纸上导电物质涂层不均匀情形与涂层均匀情形相比，导电纸上电场的分布也不相同，因而通过描点法得出的两种情形下不相同，出现所谓畸形……．) 2．(1)使用灵敏电流计之前，应查明电流表指针偏转方向与通过它的电流方向之间关系，以便使用时能尽快找出等势点；(2)操作错误的步骤是B．若将电流表的一个探针接在电极上，而另一探针与导电纸接触，而探针间总存在电势差，其指针总会偏转．使用灵敏电流计按B步骤无法准确地找出等势点；(3)C、D、A、F、E、G3．(1)A(从精确描述的角度选择，应选用精度比较高的电流表．)；(2)B(从安全角度考虑不宜选用C；从精确的角度考虑不宜选用A，选用B，既安全又操作可行、误差较小．)；(3)为减小描绘误差，圆柱形极柱间距稍大为好．4．(1)指零，处于静电平衡的导体内部不存在电场，因而各点电势相等；(2)指零，处于静电平衡的导体环C是等势体；(3)指零，导体环C压在导电纸上，处于静电平衡，环内和环上各点电势均相等． 5．(1)A、B、D、E、G、H (2)(a)安装电极时，、将圆枉彤金属电极压放在导电纸正中央，且圆柱形电极处在圆环形电极的圆心处；(b)接电源时应将电源正极与圆柱形电极相接，将电源负极与圆环形电极相连．。

实验十一用描迹法画出电场中平面上的等势线[预习思考题]1．本实验中，A、B两电极在导电纸上形成的电场是不是静电场(实验装置见图2)?2．试解释本实验的课文中指出的“电流表指针不偏转，说明这个点跟基准点的电势相等”这句话．3．等势面和电力线有什么关系?在电场中，同一个平面上的等势线和电力线关系怎样?[实验目的]学习用描迹法画出电场中一个平面上的等势线[实验器材]平整的木板，圆柱形电极(2个)，白纸，图钉(4枚)，导电纸，复写纸，J0409灵敏电流计(两接线柱接有探针)，N202学生电源(用它的6V直流挡)，J2352单刀开关，导线等． [实验步骤]1．如图2，在平整木板上依次铺放白纸、复写纸和导电纸(有导电物质的一面向上)，然后用图钉把它们固定在木板上．2．在导电纸上平放着两个跟它接触良好的圆柱形电极A、B，两者相距约10cm，用导线分别与电源的正、负极相连，作为正、负“电荷”．3．在导电纸两个电极A、B的连线上，依次选取间距大致相等的5个点C、D、E、F、G 作为基准点，其中E点选在AB连线的中点．4．让灵敏电流计的一支探针接在基准点C上，然后在导电纸平面上两电极连线的一侧距此基准点约lcm处选一个点．将另一支探针与该点接触，左右移动探针的位置，可以找到一点，能使电流表的指针不发生偏转，这个点就跟C点的电势相等．这时用探针稍用力向下压一下，把它的位置复印在白纸上．5．按步骤4的方法，在AB连线的两侧各探测出与基准点C等势的点，相邻等势点大约相距1cm．6．用同样的方法，分别探测出另外4个基准点的等势点．7．取出白纸，根据5个基准点的等势点，分别用实线画出5条平滑的曲线(参考图3)．这些曲线就是等势线．8．画出两个异种“电荷”在这个平面上的电力线．由等势线的分布情况，根据等势线和电力线的关系，在白纸上用虚线画出该平面上电力线分布情况．[注意事项]1．本实验是用在导电纸上形成的稳恒电流场模拟静电场做实验的，因而应该选用平整的、导电物质分布均匀的导电纸．2．在画出A、B电极的连线和5个基准点时，不要用笔(特别是不要用铅笔)画在导电纸上，只需在这些点处用探针轻按一下，使在下面的白纸上留个痕迹就可以了，切勿将纸划破或戳穿，以免破坏导电纸上导电物质分布的均匀性，但要在探测完毕取出白纸后用笔将痕迹画成点．[数据记录和计算]把你画好的等势线和电力线的纸粘贴在下面空白处．[问题讨论]1．你作出的五条等势线中以__________基准点的等势线的电势最高； __________基准点的等势线的电势为最低．2、从你画出的电力线他布情况分析，该电场平面上________________处的电场抛物线强度最大.。

七、巩固练习 （1）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[ ] 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0 0.5伏，零刻度在刻度盘中央的电压表 E．量程0 300微安，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，它们的顺序是（自上而下） ①_______②________③________ 在实验中，按下电键接通电路，若一探针与基准点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，如图，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，电表的指针应_______（填 左偏、指零、右偏）。 （2）在前面实验图中（如下），当探针1与基准点C接触，探针Ⅰ与F点（未标出）接触， 电流计指针向左摆，这时探针Ⅱ应_______（填左移、右移、上移、下移）（设已知电流 从右接线柱流入时，电流计指针向右偏转）。 （3）如图所示装置中，两平行铁夹正中央放上一铜质圆环C紧压在导电纸上不接电源， 代表电场中的导体，某同学用灵敏电流计接出两个探针描绘出平面上等势线和电场线如下 图所示，问：①当两个探针探测C环内任意两点时，电流计指针应_______（左偏、指零、 右偏），表明在电场中_____________________②当两个探针探测C环上各点时，电流 计指针应_______（左偏、指零、右偏），当两个探针探测C环上任一点和C环内导电纸 上任一点时，电流计指针应_______（左偏、指零、右偏）表明______________③从这 位同学描绘的图可以看出
点拨：探测点不要靠近导电纸边缘，否则等势线畸变。 6） 取出白纸，根据5组等势点画出5条平滑曲线即为
等势线，如图。

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。

实验十二用描迹法画出电场中平面上的等势线（一）实验目的1. 用描迹法画出电场中一个平面上的等势线。

2.深化理解两个等量异种电荷的电场的等势面、电场线的分布。

（二）实验原理直接描绘静电场中的等势线是相当困难的，由于静电场和电流场遵循的规律相似，这里用在导电纸上形成的电流场模拟静电场进行实验，从而研究电场中一个平面上的等势线分布情况。

我们知道，若灵敏电流计接入电路中而无电流通过，则灵敏电流计两电极接触的电势就相等。

根据这个道理找出电场中的等势点，再把一系列的等势点连成平滑曲线，就描绘出了电场平面上的等势线。

（三）实验器材等势线描绘实验器、白纸、复写纸、导电纸、导线、学生低压直流电源（或电池组）、探针两根、灵敏电流表。

有关灵敏电流表的几点说明：1.灵敏电流表只能用来检查微弱电流，一般被测电流不超过几百微安。

2.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，又可以从负接线柱流入。

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。

3.灵敏电流表的刻度是均匀的。

4.电流表不能长期连在电路中，停止实验时，即断开电路，以保护电流表。

（四）实验步骤1.安装（1）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。

（2）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。

（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电极相当于正电荷，与电源负极相连的B电极图1相当于负电荷。

两电极间距离约为10cm，与两电极相连的直流电源电压约为6V，如图1所示。

2.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做为基准点，并用探针把它们的位置复印在白纸上。

3.探测等势点（1）从灵敏电流表的两根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。

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. 。

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。
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这东西完全没有技巧性,就是一些熟能生巧の活,慢慢练吧！"小白和白重炙灵魂相通,当然知道白重炙刚才の一举一动,连忙劝解道. "额！慢慢练吧！"白重炙无奈の看着附近の白雾,只能强忍行让自己心情平和下来,继续开始绣花の细活. 一次,两次,三次……九十次！ 直到 小白再次传音给他,说幻境攻击就要来临.他才收回心神,进过四个小时不断の练习,他也就只是摸到了一点门道,连漩涡都未能产生. 直接战智合体,无惊无险の度过幻境攻击.白重炙活动了一下筋骨,和小白去采摘了几枚灵果,吃完.有盘坐起来继续凝结丹核. 天渐渐越来越暗 淡,白雾也渐渐被无边の黑暗吞噬进去了,夜晚来临了. 白重炙却没有丝毫の察觉,依旧沉寂心神,和自己丹田内の那些顽皮の"沙粒"战斗着. "额……要成了！" 丹田中一些漩涡正快速の旋转着,带动这附近の"沙粒"不断の旋转,最后将丹田内の"沙粒"带动起来,眼看就要成型. 白重炙心里一阵狂喜.只是他这一喜,却坏事了,心神因为激动,控制"沙粒"旋转の那丝心神也微微激动了一下,结果哗啦,好不容易成型の漩涡就这样土崩瓦解了…… "你呀二爷の,俺叉……"白重炙一拍脑门,真想给自己一巴掌. "妈の,再来！"白重炙一咬牙,不顾自己身心疲惫 の状态,发狠了继续用开始第一轮の玩"沙子"行动. 一遍,两遍……一百一十遍……三百八十遍. 最终在迷幻之境のの白雾逐渐开始被照亮,黑夜缓缓褪去の时候,白重炙终于睁开了眼睛,嘴角一阵抽动,弯起一些微笑の弧度. 历时一天一夜,他终于凝结丹核成功了.只是他却完 全没有苦尽甘来の欣喜,而是白眼一翻,直接倒在地上,沉沉の睡去. 夜轻舞此刻心情很澎湃！当然,白重炙不在,她也不是寂寞难耐自俺抚慰从而让心情和**澎湃,她澎湃の原因,是因为夜轻语. 几个月前,族长和她爷爷强烈要求夜轻语修炼,而她虽然不明白两位老头子这样做有 何用意,但是还是一起劝说了夜轻语努力修炼. 而夜轻语在她得劝说下,也对修炼提起了兴趣,干脆利落の决定修炼,并且直接进入她居住の小阁楼闭关了,说是努力修炼,好让白重炙回来の时候给他一些惊喜. 几个月后の今天,夜轻语出关了.直到今日她终于知道,为什么夜天龙 和夜青牛为什么那么迫切の需要夜轻语修炼了. 几个月,几个月の时间.夜轻语竟然从一些没有修炼过任何战气和武技の普通人,直接迈入了将军境界. 望着夜轻语掌心冒出の一团白色战气,夜轻舞不敢信息の揉了揉眼睛.今日见夜轻语出关,她也只是随意の问了问她,修炼の怎 么样了?修炼到什么境界了? 没想到夜轻语对于练家子の修炼境界完全不清楚,她只是运转战气,从手心外放了一丝白色の战气,然后傻傻地问夜轻舞,这样算是什么境界? 这什么境界?战气外放,当然是达到了将军境最明显の标志.只是夜轻舞想破脑袋也不明白,她怎么就能在几 个月时间内打通身体内の十二条经脉?并且凝结了丹田? 要知道,破仙府历史上最变态の天才,风家の一名天才青年,从开始修炼到突破将军境界也需要了整整三个月时间.而夜轻语竟然在没有老师の教导下,仅仅用了几个月时间久突破到将军境,这天资可是比风家那名绝世天才 还要强,无可置疑の历史上,修炼第一天才. 白家竟然再次诞生了一名绝世天才,比白重炙还要变态の天才.这消息要是传播出去,绝对会在破仙府引起轩然大波の,而如果族长和夜青牛他们知道,肯定会狂喜无比吧,恩……等白重炙回来了,怕是也会被这个"惊喜"惊得一愣一愣の 吧…… "小舞姐！你呀怎么了?你呀还没回答俺这是什么境界啊?"夜轻语眨着大大の眼睛,很是疑惑の望着发呆了许久夜轻舞,问道. "啊！"夜轻舞被夜轻语の问话所惊醒,努力の将她内心の澎湃和激动压制一些,深呼两口气,一字一字の对着夜轻语说道："你呀在这等着！" 说 完她就犹如一阵风一样,竟然直接跑出小阁楼,而后迅速跑到了夜天龙他们闭关の小阁楼外,颤抖の推开房门直接走了进去,对着正盘坐在里面の夜天龙夜青牛夜白虎三人大声喊道： "三位爷爷,快醒醒,出大事了！" "额?"三人同时睁开眼睛,射出三道精光,望着上气不接下气の 夜轻舞,脸色瞬变,喝道："丫头,不要着急,出什么事了?" "夜……夜轻语,出关了,直接突破了将军境！"夜轻舞满脸兴奋,激动の说道. "额?走,去看看！"夜天龙和夜青牛对视一眼,手微微颤抖一下,脸上突然出现两抹潮红,连忙站了起来,快速の朝屋子外走去. "咻！" 夜青牛 和夜白虎,没有出言,而是直接化作一条虚影,跟着夜青牛の步伐直接朝夜轻语の小阁楼奔去. 当前 第2壹0章 ２零壹章 夜若水归来 2壹0章夜若水归来 当夜天龙三人看到夜轻语手上冒出来の那团白色战气之后,三人表情几多の精彩. 几个月时间,仅仅几个月时间夜轻语竟然 四个境界,十二重天,直接修炼到了将军境界.竟然比破仙府历史上第一绝世天才,整整少了一些月时间.这是多么恐怖の事情啊.同时三人对于夜若水先祖の那句预言而更有信心,说不定这奇迹般の事情还会真の发生,因为现在の夜轻语已经是个奇迹了…… "丫……头！你呀是 怎么修炼の?"半晌之后,夜天龙蠕动了嘴皮,竟然让自己说话平和一些,只是还是开口の时候结巴了一下. 夜青牛也吞了口唾沫,问道："是啊,丫头,你呀究竟是怎么修炼の,仔细和俺们说说！" "怎么练の?"夜轻语眨了眨眼睛,有些怯怯の说道,三个老头只有宛如看稀有生物般看 着她.让她有些不自然,有些害羞,轻轻揉了揉衣角说道："就这么练の啊,俺就按照俺脑海里の记忆,修炼の啊,怎么……俺练得不好?练得很差吗?" 夜天龙连忙摆了摆手,而后竖起一根大拇指,赞道："不,不！你呀练得很棒,非常好,俺是问比如,你呀什么时候开始学会吸收战气, 什么时候打通の身体内の十二根经脉,还有凝结丹田什么の！" "哦,你呀问这个啊,这个很简单啊,俺消化俺脑海中の武技知识用了一些月时间.吸收战气好像只用了一天就会了,而后面の打通身体经脉花费了半个月,而后凝结那个什么丹田花费了几天时间,学会这战气从手中冒 出来花费了几天……" 夜轻语伸出芊芊玉手,开始如数家珍般,一点点の和三人讲解起来.只是他の话再次引起了三人一阵暴汗.这丫头居然消化脑海内の知识用了一些月时间. 那么就是说,他修炼の时间仅仅只有一些月时间. 额,老天！ 夜天龙和夜青牛他们仿佛感觉,一些乞 丐突然被从天而降の金条砸晕了般,眼中冒出无数の金星. 就在夜天龙四人集体呆立之时,小阁楼内突然吹来在一阵寒风,将几人惊醒,几人面前一些黑影突然诡异の出现,把几人吓了一跳. "拜见老祖宗！" 夜天龙夜青牛和夜白虎一见,连忙大喜,当即参拜下去.而夜轻舞和夜轻 语却有些莫名其妙の站在一旁,很是疑惑の皱起了眉头. "速速跪拜,这是老祖宗！"夜天龙见两人没有呆呆の站立着,连忙低声喝道. "不必了,你呀们也起来吧,以后见俺不必下跪,俺不喜欢这些凡俗礼节！"来人正是消失了八个月の夜若水,夜若水淡淡の挥了挥手,眼神却一直 盯着夜轻语,片刻之后,竟然微笑起来,说道："你呀叫什么名字?" 夜轻语看到小阁楼内突然冒出一些陌生の中年人,而且还一直盯着她看个不停,不禁脚步往后缩了缩,此刻见他对着自己问话,更是有些害怕.只是见夜天龙他们如此尊敬此人,还称呼他什么老祖宗.心想这一定是 位大人物,沉吟片刻,还是回答道："俺,俺叫夜轻语！". "夜轻语！好名字！"夜若水淡淡一笑,点了点头,竟然直接朝小阁楼外面走去.出门の时候才淡淡说了句："你呀们三人随俺来吧！" 夜天龙三人,连忙吩咐了夜轻语两人几句,屁颠屁颠の跟着夜若水朝外面走去. 夜若水就 这样慢吞吞の走着,而后面の三人夜不敢说话,只是小心翼翼の跟随着.四人一直走到后山の中央小湖中,才停留了下来. 夜若水没有

6、学生齐读||。
1、师友讨论共品||。
师友组讨论||，每组负责一个问题||，要求学友人人发言||。然后各组选代表依次进行全班交流||，其余同学评价
2、班内交流||。
1、其他师友适时补充||。
2、注重对品读的指导||。
三、互助释疑
1、师友交流疑点、互相解答||。
1、分析课文第一段||。提问：第一段文字说明了什么？
“食马者”比喻“不能识别人才和重用人才的封建统治者||。”
“伯乐”比喻“善于识别人才的封建统治者”
“千里马”比喻“人才”||。
全班齐读第三段||。
2、解答不了的疑点||，全班共同解决||。
掌握学情||，及时解惑||。
师友交流||，解决不了的问题在班上提出||。
尽量让学生提疑点||，让学生真正透彻地学好本文||。
策略、方法
和谐互助教学模式、师友自主讨论教学法||。
课前预习
布置学生预习课文||，扫除字词障碍||。
②本文写了什么内容？
教学过程
教学环节
教学内容
教师活动
学生活动
批注
一、交流感知
第一环节：师友检查
1、师友检查预习情况||。
故事导入||，激发兴趣||。
1、故事激趣||。
2、文体简介||。
“说”是我国古代的一种议论性体裁||，注重文采||，与现代的杂文近似||，用以陈述作者对某些问题的看法||。“马说”即谈马、论马||。
（2）简介作者、
第二环节：3、作者背景||。
韩愈（768——824）字退之||，河阳人||，唐代散文家、诗人||，散文尤其著名||，与柳宗元同为“古文运动”倡导者||，是“唐宋八大家”之首||。世称韩昌黎||，早孤||，由嫂抚养||。刻苦自学||。作品都收在《昌黎先生集》里||。

物理实验报告实验课题：用DIS描绘电场的等势线班级姓名学号日期实验目的：用描迹法画出电场中的一个平面上的等势线。

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。

物理方法：等效替代（用恒定电流的电场来模拟静电场）实验器材：DIS（数字信息系统）、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。

实验步骤：1．安装实验装置如图所示，在一块平整的木板上，依次铺放白纸、复写纸、导电纸。

导电纸有导电物质的一面向上，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，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，点击“实验单”中的“电压测量”，开始实验。

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，并用探针把它们的位置压印在白纸上。

（2）探测等势点将两个探针分别拿在左手、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5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5组等势点画出5条平滑的曲线。

它们就是等势线。

实验记录：注意事项：1．导电纸有导电物质的一面应向上。

2．在探测与某一基准点电势相等的其它各点时，与该基准点相接触的探针要固定不动。

如用的是灵敏电流计，则3．绝不允许将两探针分别同时触到电极，以防烧坏电流计。

4．为迅速判断测试点电势的高低，实验前最好判断电流流向与电流表指针的偏转关系（如电流左进，指针左摆或电流右进指针左摆）。

实验结论：误差分析：实验练习：1．在描绘电场中等势线的实验中（1）实验时需在木板上依次铺放______纸，________纸和______纸；（2）今有100μA、0．5mA、10mA电流表各一块供选用，则应选______的电流表较好；（3）在实验中，按下电键接通电路，若一探针与基准点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、右偏），当此探针与b点接触时，电表的指针应_______（填左偏、指零、右偏）。

对静电场等势线描绘的思考继用恒定电流场模拟出两等量异种电荷的等势线后，部分学生提出下述两个问题：问题1：能否用这种模拟方法描绘出两等量同种电荷的等势线？问题2：能否用这种模拟方法描绘出两不等量同、异种电荷的等势线？笔者查阅大量资料发现：问题2从未有文献涉及；问题1已出现于课本与部分参考资料上，其普遍答案为：不能，要模拟等量同种电荷的等势线，则必须使两接线柱接到电源等电势的电极，两接线柱间无电压，不能形成电流场，故无法用恒定电流场来模拟．这也是师生中普遍存在的一种认识．那么，到底能否用恒定电流场来模拟问题1、问题2所要求的等势线呢？带着上述问题，笔者对等量异种电荷的电场与等量同种电荷的电场，进行了比较研究，如下列各图．等量异种电荷的电场线（图1）及其模拟电路（图2）：等量同种电荷的电场线（图3）：可以认为图3的电场线终止于无穷远处带电量为－2q的球面上，图3演变为图4，与图1、图2相比较，可易得其模拟电路图5．笔者用该设计图进行了实验．实验条件为：电源电压6V，圆环半径12.5cm，两电极间距AB=5cm．通过实验较精确地画出了电极AB近区场的等势线，见图6．上述电路设计有一个系统误差，理论上圆环半径应无穷大才完全符合事实．实际上当圆环半径是AB的2到3倍，已可近似认为两电荷在圆环处的等势面是圆了．当然适当增加圆环半径，还可进一步提高实验精确度．利用上述设计思想，笔者大胆创新，引进双电源，圆满回答了问题2．图7为模拟不等量同种电荷近区等势线的电流场电路，图8为模拟不等量异种电荷近区等势线的电流场电路．实验上，可通过调节电流的方向来确定电极的电性，通过调节电流强度的比值来获得所需电极的带电量比值．笔者借助变阻器的调节，电流表的监控，较精确地画出了电量比为2∶1的同、异种电荷的近区等势线见图9、图10．。

实验:描绘电场中的等势线提出问题：等量异种点电荷的电场线是怎样的？等量异种点电荷的等势面是怎样分布的？这两个图形是怎么得来的？探究一：设计实验，寻找等量异种点电荷的等势线分布情况。

提示:1、如何得到等量异种点电荷？2、用何种仪器测量电势高低，寻找等势点？3、如何将寻找到的等势点记录下来？由于直接描绘静电场中的等势线非常困难，所以本利用恒定电流形成的电流场来模拟静电场进行实验，从而研究平面上的电场等势线的分布情况。

实验目的:(1)学会：用描迹法画出电场中平面上的等势线（等量异种电荷的连线所在平面上）(2)验证：电场中各点的电势是顺着电场线方向逐渐降低的实验原理：用导电纸上形成的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的电势差为零时，与探针相连的电流计中通过的电流强度为零，从而可以利用灵敏电流计找出电场中的等势点，并依据等势点进行等势线的描绘。

器材:学生用低压电源或电池组（6V）；灵敏电流计；开关；导电纸；白纸；复写张；圆柱形金属电极两个；探针两支；导线若干；木板或塑料底板。

探究二：实验操作方法（步骤）提示：1、导电纸、复写纸、白纸的叠放顺序怎样？2、为了使画出的等势线具有对称性，应先确定一些基准点，怎样选择这些基准点？3、怎样用灵敏电流计判断电势的高低及寻找等势点（先观察灵敏电流计的表盘刻度特点并试触了解指针的偏转情况）？步骤: 1. 在平整的木板上，由下而上依次铺放白纸、复写纸、导电纸各一张，导电纸应将导电面朝上，用图钉把三层纸一起固定在木板上.2．在导电纸上相距10cm，平放两个圆柱形电极（或用两枚图钉代替），并将电极分别与6V直流电源的正负极相连接.3．将两根探针分别接到电流表的“+”、“—”接线柱上.4．将两个电极的连线作为基准线，把基准线大致分成六等份，得到5个基准点，并用探针把它们的位置复印在白纸上.5. 接通电源后，将一个探针固定压在某一个基准点上，一个探针在基准线的两侧轻轻移动，观察电流表的指示，当移到某点电流计示数为零，则此点即为基准点的等势点，稍用力将这点的位置复印到白纸上，如此在基准线的两侧各找5～7个等势点。

《描绘静电场中的等势线》实验教学研究[摘要]实验采用等效代替的方法，用恒定电流的电场来模拟静电场，实验的关键就是如何设计思维梯度，帮助学生建立起等效代替的思想。

应该突出等效代替的物理思想和培养学生的主动参与意识，把实验的主动权交给学生，让学生课后思考与针对性训练，同时在实验操作过程中，注意实验方法、操作技巧等能力的培养。

[关键词]静电场实验等效代替思想教学研究1.评析本实验是用恒定电流的电场来模拟真空中的静电荷电场、用灵敏电流计的电流指示为零来寻找等势点的方法，描绘出恒定电流电场中平面上的等势线，借以研究静电场的情况。

因此本节课的教学重点就寻找等势点。

由于场的抽象性，“电流场”为什么可以代替“静电场”便构成教学难点。

所以本实验的关键就是如何设计思维梯度，帮助学生建立起等效代替的思想。

同时在实验操作过程中，注意实验方法、操作技巧等能力的培养。

1.1实验方法与注意事项。

本实验的目的是要研究异种点电荷周围的等势线，但直接描绘静电场的等势线比较困难，由于静电荷周围的电场和恒定电流的电场相似，故本实验采用等效代替的方法，用恒定电流的电场来模拟静电场。

所谓等效代替就是用能帮助我们分析、解决问题的方法替代解决无法直接办到的事情。

如：“曹冲称象”和“阿基米德”测定皇冠纯度的故事，就是非常典型的等效代替实例。

那么在今天的实验中是如何利用等效代替的呢?我们只有把两个异种点电荷放在平面上，然后才可以对这两个电荷周围的静电场进行研究。

实验操作中怎样把这两个电荷放到平面上供我们研究呢?像教材中(图实-11甲)那样，接通电源后，在A电极上有正电荷，B电极上有负电荷，而这两个电荷是流动的，并非总在A、B电极上。

由于电路中电流是恒定的，在A电极上流走一个电荷的同时又会补充过来一个同样的电荷。

同理，B电极上的电荷亦如此。

这就相当于在A电极和B电极上总有一个“静止”的电荷(电极上并不只有一个电荷，这样描述只是为了突出等效性，降低理解上的难度)。

实验静电场中等势线及描绘
如下，描绘实验静电场中的等势线：
实验过程中，我们使用了一个带电体（如一个带电盘子）。

首先，在一张白纸上放置该带电体。

然后，我们选取一些特定位置，在这些位置上测量电势。

我们使用了一个电势计来进行测量，该电势计可以测量出每个位置的电势差。

接下来，我们开始描绘等势线。

首先，我们选择一个点作为基准点，并给予该点一个特定的电势值。

然后，我们从这个基准点出发，在电势值保持不变的条件下，绘制出一条曲线。

这条曲线上的每个点都具有相同的电势值。

我们再次选择一个点，并给予它一个不同的电势值，然后从这个点出发绘制出另一条曲线。

我们重复这个过程，直到覆盖了整个实验区域。

最后，我们可以看到整个实验区域中等势线的分布情况。

这些等势线以曲线的形式存在，并且相互之间不会交叉。

等势线越靠近带电体，其间隔越密集，表示电势的变化越大。

而越远离带电体，等势线之间的间隔越大，表示电势的变化越小。

通过描绘等势线，我们可以更好地理解实验静电场的分布情况，并且可以得到关于电势的一些有用信息。

电场中等势线的描绘一、实验题(第1小题2分, 2-5每题3分, 6-9每题4分, 10-12每题5分, 13-14每题6分, 共57分)1．下图是描绘电场中等势线的实验装置图．在平整的木板上铺一张白纸，上面放着两个圆柱形电极A和B，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．把探针跟电场中的两点相接触，如果电流表中没有电流通过，则表示这两点的电势相等．连接电势相等的点，即可得到等势线．在上述叙述中，漏掉了哪些重要器材？答：_________．2．在做“电场中等势线的描绘”实验时，某同学做了如下的准备工作，(1)在一块平整的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面向下，用图钉把三种纸固定在木块上．(2)在导电纸上平放两个相距10cm且接触良好的电极，两电极与6伏交流电源相接．(3)从一个量程为0～3A的电流表的两个接线柱引出两个探针．试指出上述三点存在的错误之处并加以改正．(1)___________________________．(2)_________________________．(3)___________________________．3．在《电场中等势线的描绘》的实验中，提供了下面一些操作步骤，请将正确的步骤选出，并按恰当的顺序将操作步骤的序号填入下面的横线上：A．在导电纸上画出两电极的连线：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．安好电极，接好电路；E．闭合电键K；F．在两电极的连线上，等距离取5个基准点，并复印在白纸上；G．电流计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计不偏转时，复印1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．_________________________．4．《电场中等势线的描绘》这个实验的原理是利用在__________纸形成的________场来模拟静电场，因而对所模拟的静电场来说，与电源正、负极相连接的电极A、B相当于____________．5．下图是做“电场中等势线的描绘”实验的示意图．先在导电纸上画出两个电极间的连线，在连线上选取间距大致相等的五个点作为_________点．实验中，在移动探针寻找电场中跟某点电势相等的各点位置的过程中，探针________的位置应保持不变，判断这两点电势相等的依据是灵敏电流计G的示数是__________．6．根据等势线描绘电场线时应注意的要点是：A．__________；B．______；C．__________；D．___________．7．在描绘电场中等势线的实验中，所需的器材除木板、白纸、复写纸、电源和两个探针外，还应有________________________________________，这个实验是用在______________________来模拟静电场．8．图是《描绘电场中的等势线》的实验装置．图中导电纸上A、C、D、E、F、H、B间距相等．当电流由正接线柱进入灵敏电流表G时，其指针向正接线柱一侧偏转．实验中，当G表指针______时，说明探针Ⅰ、Ⅱ所接触的正是两个等势点；当探针Ⅰ接在D点，探针Ⅱ接R点时，G表指针偏向负接线柱一侧，这时应将探针Ⅱ向______移（填“上”、“下”、“左”、“右”）；先后将探针Ⅰ接D点，探针Ⅱ接C点和将探针Ⅰ接E点、探针Ⅱ接D点，G表指针在_______次偏转较大（填“前”或“后”）．9．在《电场中等势线的描绘》实验中，判断任意两点间电势差为零的依据是______________．某同学的实验步骤如下：A．在导电纸上画出电极a、b的连线：B．在连线上取间距大致相等的5个点；C．同时移动连在电流表上的两个探针，直至电流表读数为零，便是一对等势点；D．把等势点连起来，就描出了等势线，其中错误的步骤是___________（填序号）．10．在《电场中等势线的描绘》的实验中，现备有器材：(1)木板、(2)铜箔、(3)导电纸、(4)金属圆柱形电极、(5)多用电表所用的表笔、(6)细头探针、(7)I g=300 A的灵敏电流表、(8)I g=1mA的电流表、(9)U g=3V的电压表、(10)干电池及导线．本实验应选用器材的编号是_____________________，但还缺少____________．11．在用描迹法描绘电场中等势线的实验中，几位同学描出的等势线及电场线分别如图中的a、b、c、d、e所示．实验中，导电纸质量良好，电极与导电纸接触良好，电极为圆形，电流表良好．试将下列各项答案填在横线上．这几幅图中A．电势基准点选取不佳的是____________________________________ B．等势点测定不准的是________________________________________ C．电极设置不当的是__________________________________________ D．所描图线错误的是___________________________________________ E．实验最成功的是_____________________________________________ 12．在电场中等势线的描绘实验中，如果所用的电表D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D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，把接正接线柱的E1接触纸上某一点，发现表的指针发生接触基准点2，把接电表负接线柱的E2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13．在“电场中等势线的描绘”的实验中(1)实验时应在平板上先后放上______纸，______纸和______纸，然后将它们固定。