[推荐学习]高中物理-实验十静电场中等势线的描绘解析

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．。

9.6 实验：电场中等势线的描绘考点要求用描迹法画出电场中一个平面上的等势线．实验原理1．本实验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通过的电流强度为零，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．2．方法一：用小量程电流表的一端依次接到a、b、c、d、e五个基准点上，另一端分别在它们的周围移动，当移动到使小量程电流表(或多用电表直流电流挡)中指针的指示为零时，就找到了某基准点电势相同的点，此方法称为平衡法．用平衡法时，要求小量程电流表的灵敏度高些，若用多用电表直流电流挡作为小量程的电流表使用时，应把它置于电流最小的挡位上，其目的可使被测两点间的电势稍不相等时，即可在表上有较明显的反映．3．方法二：用电压表的负接线端接在跟电源负极相连的B电极，用电压表的正接线端接触某一个基准点，测出该基准点与B电极的电压，然后在这个基准点附近移动电压表和正接线端，当电压表的读数与所接触的基准点上的电压相等时，就探测到了一个与该基准点电势相同的点，此方法称为电压测量法．用电压测量法时，为避免因电压表而产生的分流作用，要求它的内阻尽可能大些，但量程要小些，因为两接线端的指针之间电压较小．虽两种方法都可找出等电势点，但用小量程的电流表比较精确，故实验中常采用平衡法．4．怎样快速探测等势点：(1)先判断电流表指针偏转方向跟通过的电流方向间的关系，如电流从左接线柱流入指针向左偏．(2)假定探针I与左接线柱相连，探针Ⅱ与右接线柱相连．(3)在如图9.6-1所示电路中，探针I接触基准点a，探针Ⅱ接触a1，发现指针向右偏．(4)由指针向右偏，推断出电流从右接线柱流入，则a1电势高，应将探针向电源负极方向移动，即向左移，可找到一点，发现电流表指针不偏转，此点电势与Ⅱ电势相等,可依此法迅速确定出与a点等电势的其他点．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、圆柱形的电极、导线、学生低压直流电源(或电池组)、探针两根、灵敏电流表．实验步骤1．在木板上依次铺上白纸、复写纸、导电纸，导电纸有导电物质的一面朝上．2．在导电纸上相距约10cm平放两个圆柱形电极，并将两电极分别连在电压为6 V的直流电源的正负极上．3．将两探针分别接到灵敏电流表的两接线柱上．4．在两电极的连线上，选取间距大致相同的五点作为基准点，并用探针把它们的位置复印在白纸上．5．接通电源，将一探针与某基准点相接触，另一探针与此基准点一侧距此基准点约1cm的某点相接触，这时一般会看到灵敏电流表的指针发生偏转，移动此探针至电流表指针指零，用探针把这点位置复印在白纸上．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，两相邻等势点间距约为l cm．7．按同样的方法，找出其余4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，即五条等势线．注意事项(1)使用的灵敏电流表，应选择零刻度在中间的那种．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．(2)如果用低压学生电源做实验，一定要先注意把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)导电纸上的恒定电流场，在边缘部分并不与等量异种点电荷电场的电场线分布相似，所以安放电极时，不能太靠近导电纸的边缘，探测等势点时，也不能太靠近导电纸的边缘．(5)电极与导电纸的接触应良好，且在实验过程中与导电纸的相对位置不能改变．(6)寻找等势点时，应从基准点附近由近及远逐渐推移，不可冒然进行大跨度移动，以免发生电势差过大，流过电流表的电流太大而损坏电流表的现象．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主要因素之一，对此，安装电极时要多加注意，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为1cm的磨平铜棒两只．典型例题【例1】在“用描迹法画出电场中平面上的等势线”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6 V的交流电源B．电压为6 V的直流电源C．电压为100 V的直流电源D．量程为0.5V零刻度在刻度盘中央的电压表E．量程为0.6 mA的电流表F．量程为300 μA、零刻度在刻度盘中央的电流表【例2】“电场中等势线的描绘”的实验装置如图所示：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______、______、______．(1)在图9.6-2中a、b、c、d、e五个基准点中，电势最高的是点．(2)若电流表的两表笔分别接触图中的d、f两点(f、d连线和A、B连线垂直)时表针反偏(电流从红表笔流进时，表针正偏)，则电流表的红表笔接在点．要使表针仍指在零刻度线，应将接f的探针(即表笔)向(填“左”或“右”)移动．【例3】用电流场模拟静电场描绘电场中的等势线，图中哪些情况是能够实现的（）A.如图(a)，圆柱形电极A、B均接电源正极，用以模拟等量正电荷的电场B.如图(b),圆柱形电极A接电源正极，圆环形电极B 接电源负极，用以模拟正点电荷的电场C.如图(c)，两平行的长条形电极分别接电源正、负极，用以模拟匀强电场D.如图(d)，圆柱形电极A接电源负极，用以模拟负点电荷的电场【例4】在描绘等电势线的实验中，若将电源电压提高为原来的2倍，则以下说法正确的是（）A．描绘得到的等电势线形状与原来相同B．描绘得到的等电势线形状与原来不同C．找基准点的等电势点时每次移动的跨度应适当大些(与原来相比D．找基准点的等电势点时每次移动的跨度应适当小些(与原来相比【例5】一位物理教师演示带电体产生电场的经典实验，她利用图9.6-4所示的装置，试图显示如图9.6-4所示的图形．(1)这些装置没有标签，请指出它们的名称、规格，并回答有关问题：①用于产生电场的是什么电源？②液体的类型很重要，它应该是什么？③什么东西用来作为电场线的指示器比较合适？④给出的电场线没有方向，它的方向应该是什么？(2)画出下面各电荷产生的电场图．巩固练习1．电场中等势线的描绘中，根据不同的实验原理应相应选取不同的测量电表，下列选择正确的是( ) A．若用“等电势差”描绘等势线，用电压表B．若用“等电势差”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E．用电压表描绘的等势线与用电流计描绘的等势线形状不同2．关于“用描迹法画出电场中平面上的等势线”实验的原理，下列说法正确的是（）A．正负电极就是两个等量异种点电荷，实验描绘的就是它们形成的静电场的等势线B．实验描绘的是导电纸上稳恒电流场的等势线C．只有圆柱形电极之间的电流场才会和等量异种点电荷的静电场相似D．改变电极的形状，我们还可以模拟其它静电场，并绘出其它电场的等势线3．下列哪些措施不会影响所描绘等势线的形状（）A．把直流电源的电压变为原来的两倍B．将直流电改为交流电C．把圆柱形电极改为长方形电极D．把灵敏电流表改为内阻很大的电压表，利用电压表探测基准点的等势点4．如果该实验中每相差0.2V就画一条等势线，那么这些等势线在空间分布是（）A．以电极连线为轴的轴对称B．以电极连线中垂线为轴的轴对称C．等势线之间的距离相等D．距离电极越近等势线越密5．在“用描迹法画出电场中平面上的等势线”实验中，寻找等势点时，正确的操作是( ) A．将两个探针压在导电纸上，同时缓慢移动，当看见电流计指针指零时，把两个探针的位置复印在白纸上，得到两个等势点；再同时移动两个探针，得到另一对等势点……然后将这些等势点连接成等势线B．将一个探针始终与一个圆柱形电极相接，另一个探针在导电纸上慢慢移动，当看见电流计指针指零时，将这个探针的位置复印在白纸上，得到一个等势点；再将这个探针在别的区域移动，得其他的等势点……然后将这些等势点连接成等势线C．将一个探针压一个基准点上，另一个探针在导电纸上慢慢移动，当看见电流计指针指零时，将这个探针的位置复印在白纸上，得到一个等势点；然后以这个点做新的基准点，找它的等势点，以此类推……，找到一系列的等势点然后将这些等势点连接成等势线D．将一个探针始终压在一个基准点上，另一个探针在导电纸上慢慢移动，当看见电流计指针指零时，将这个探针的位置复印在白纸上，得到一个等势点；再将这个探针在别的区域移动，得其他的等势点……然后将这些等势点连接成等势线6．如图9.6-6所示，实验中如果探针在导电纸上不论如何移动，电流表指针都不动.若改用多用表直流电压挡直接测A、B两极间的电压，电压正常，再测A电极对导电纸的电压，发现电压处处相等，且等于电源的电动势，这说明（）A．一定是电流表G和两探针组成的电路未通或电流表已烧坏B．电极B与导电纸接触不良C．电极A与导电纸接触不良D．两个电极都一定接触不良7．在电场中等势线描绘的实验中：(1)已有器材：平板、白纸、复写纸、图钉、两个电极、导线、还需要；(2)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(3)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．60V(4)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”)的塑料板进行实验．8．在“用描迹法画出电场中平面上的等势线”实验中，提供了下列操作步骤，其中有差错的步骤为，正确步骤的合理顺序可以是．①在导电纸上画出两个电极的连线②将白纸、复写纸、导电纸依次铺在木板上，并用图钉固定③闭合电键④将两个圆柱形电极平放在导电纸上，并通过电键分别与电源的正负极相连⑤在两个电极的连线上选取距离大致相等的5个基准点，并用探针把它们的位置印在白纸上⑥将灵敏电流计的两个接线柱与两个探针相连⑦将一个探针接在某个电极上，用另一个探针接触导电纸，探测出若干等势点，连接这些等势点就是一条等势线⑧将一个探针接触某个基准点不动，另一个探针缓慢的反复移动，当灵敏电流计示数为零时，用探针把这个等势点的位置印在白纸上，用上述方法，在基准点两侧个探测出5个等势点⑨探测另外4个基准点的等势点⑩断开电源，取下白纸，描出电场中的等势线9．一个学生在做“电场中等势线的描绘”实验时的主要准备步骤如下：(1)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；(2)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；(3)从一个电流表(量程0-0.6A)的两个接线柱引出两支探针；(4)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5个点作基准点，并用探针把它们的位置复印在白纸上．这个学生所做的准备步骤中犯的重要错误是．10．某同学将两个小电极放在导电纸上加上电压，形成电流场来模拟两个异种点电荷产生的静电场，研究等势线的分布情况．他使两个电极相距10cm，电极间加上3V直流电压，然后在两个电极连线上每隔1cm取一点作为基准点，用灵敏电流计找出导电纸上和这些点等势的点，作出了一组等势线，如图9.6-7所示，试问：(1)两相邻等势线A与B、B与C、C与D……之间的电势差是否相等?为什么？(2)如果将两个电极之间的电压改为直流6V，等势线形状会不会发生变化？11．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？12．图9.6-8是描绘电场中等势线的实验装置，①图中有7个等间距的点，其中A、B为___________；②当电流从标有“+”号的接线柱流入灵敏电流计G时，其指针正向偏转，则当灵敏电流计表针______偏时，探针所接触的两点恰是等势点；③当探针1接在F点时，探针2应向____移，才能找到等势点．。

电场中等势线的描绘【实验目的】学会描点法描绘电场中平面上的等势线【实验原理与方法】本实验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通过的电流强度为零。

从而可以通过探针找出电流场中的等势点，并依据等势点绘出等势线。

【实验器材】1．灵敏电流计；2．导电纸；3．直流电源（电压6伏左右）；4．金属电极及探针各一对；5．电键及导线；6．木板；7．复写纸；8．白纸；9．直尺。

【实验步骤】(1)在木板上按自下而上顺序铺上白纸、复写纸、导电纸各一张，用图钉固定；(2)在导电纸上压上电极，按下图接好电路；(3)画两电极间的连线作为基准线，在基准线上大至分成六等分，得到五个基准点；(4)合上开关后，将一个探针固定压在一个基准点，另一个探针在基准线的两侧移动，观察电流表的指示，当移到某点电流计示数为零时，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。

(5)换上另一个基准点后继续找该基准点的等势点，直到所有基准点都在基准线两侧找到5--7个等势点为止。

(6)取出白纸，沿各个基准点的等势点连成平滑的等势线。

【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。

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）。

【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）。

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。