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1.实验目的

   (1)理解用灵敏电流表寻找等势点的原理.

   (2)学会使用灵敏电流表,会确定指针偏转方向与电流方向(电势高低)的
关系.

   (3)会由基准点和等势点画出等势线分布,会由等势线分布画出电场线分
布.

   2.实验原理: 本实验利用导电纸中的恒定电流场模拟真空中的静电场,当电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.

   3.实验器材: 电流计、导电纸、电池、电极一对及导线、电键一只、平木板一块、复写纸一张、白纸一张.

   4.实验步骤

   (1)在木板上按顺序铺上白纸、复写纸、导电纸各一张,用图钉固定.

   (2)在导电纸上压上电极,按如图3-85所示接好电路.

   (3)画两电极间的连线作为基准线,在基准线上大致分成六等分,得到 5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,当移到某点电流表示数为零时,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.

   5.注意事项

   (1)使用灵敏电流计,应选择零刻度在正中间的那种.

   (2)安放导电纸,导电面朝上,且电极与导电纸的相对位置不能改变.

   (3)寻找等电势点时,应从基准点附近由近及远地逐渐推移,不可冒然进行大跨度的移动,以免电势差过大,发生电流表过电流现象.

   (4)该实验模拟的是等量异种点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.

   (5)导电纸上所涂导电物质很薄,定位时不要用探针在导电纸上反复划
动,而应使用点接触法.

    难点突破:

1. 数据处理

  取出白纸,根据5组等势点画出5条平滑的曲线,它们就是实验所需要描绘的等势线,描绘出的等势线必须是平滑曲线、不能画成折线.

  2. 实验研究

  利用“用描迹法画出电场中平面上的等势线”实验中采用的方法,还可能描绘一个点电荷电场在平面上的等势线.

  欲描绘出一个点电荷电场在平面上的等势线,只需一个电极就可以了,可是由于本实验是用恒定电流场模拟真空中的静电场, 而只有一个电极无法形成闭合电路形成恒定电流场,为解决此问题,必须加另外一个极,且该极应具有特点是必须是以那个电极为圆心的圆,只有这样才能模拟出点电荷电场周围分布的对称、各向同性的特点.

    例题3-25 在用电流场模拟静电场描绘电场等势线的实验中,在下列所给器材
中,应该选用的是_____.(用器材前的字母表示)

     A.6 V的交流电源
     B.6 V的直流电源
     C.100 V的直流电源  
     D.量程0~0.5 V零刻度在刻度盘中央的电压表
     E.量程0~300 mA;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①_____,②_____,③_____. 在实验中,按下开
     关,接通电路,若一个探针与基准
     点O接触,另一个探针已分别在基
     准点O的两侧找到了实验所需要的
     两点ab(如图3-86所示),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”).
      

 





    例题3-26 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=2 V、U2=6 V接在金属电极上. 试分析:在使用相同电流表的条件下, 哪种情形下绘得的等势线(限于导电纸中央区域)更准确?

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