95本章实验电场ppt课件.ppt

一、演示实验本章实验本章实验本章实验二、分组实验二、分组实验 实验目的：学会用描迹法画出电场中一个平面上的实验目的：学会用描迹法画出电场中一个平面上的等势线等势线. . 实验原理：我们可用导电纸上形成的稳恒电流场来实验原理：我们可用导电纸上形成的稳恒电流场来模拟静电场模拟静电场. .当在电流场中与导电纸接触的两探针尖端当在电流场中与导电纸接触的两探针尖端电势差为电势差为0 0时，与探针相连的电流计中通过电流强度为时，与探针相连的电流计中通过电流强度为0 0，从而可利用灵敏电流计和探针找出电场中的等势点，，从而可利用灵敏电流计和探针找出电场中的等势点，并依据等势点进行等势线的描绘并依据等势点进行等势线的描绘. . 实验器材：学生用低压电源或实验器材：学生用低压电源或6V6V电池组、灵敏电流电池组、灵敏电流计、探针两个、白纸、复写纸、导电纸、圆柱形金属计、探针两个、白纸、复写纸、导电纸、圆柱形金属电极两只、平木板、图钉、导线若干、开关电极两只、平木板、图钉、导线若干、开关. .本章实验实验步骤：实验步骤： (1) (1)如图如图9-5-19-5-1所示，在平木板上铺一张白纸，白所示，在平木板上铺一张白纸，白纸上依次铺放复写纸、导电纸各一张，导电纸有导纸上依次铺放复写纸、导电纸各一张，导电纸有导电物质的一面向上，再用图钉把它们固定在木板上电物质的一面向上，再用图钉把它们固定在木板上. .本章实验 (2) (2)在导电纸上将两个导电圆柱形电极在导电纸上将两个导电圆柱形电极A A和和B B按按一定的位置固定好，两个电极之间的距离为一定的位置固定好，两个电极之间的距离为8 8～～10cm10cm，将两个电极用导线接到电路中去，将两个电极用导线接到电路中去. . (3) (3)把两个探针分别接到灵敏电流计两接线柱把两个探针分别接到灵敏电流计两接线柱上上. . (4) (4)在导电纸上画出两个电极的连线，并在连在导电纸上画出两个电极的连线，并在连线上取间距大致相等的线上取间距大致相等的5 5个点作为基准点个点作为基准点. .本章实验 (5) (5)用一个探针接触其中一个基准点，按住不用一个探针接触其中一个基准点，按住不动，接通电源，用另一个探针在导电纸平面上两动，接通电源，用另一个探针在导电纸平面上两电极连线的一侧，距此基准点约电极连线的一侧，距此基准点约1cm1cm处接触，并处接触，并左右移动，同时观察电流计，当电流计指针在左右移动，同时观察电流计，当电流计指针在0 0点时，就找到了该基准点的等势点，用力按一下点时，就找到了该基准点的等势点，用力按一下探针，使之在白纸上印出这个点探针，使之在白纸上印出这个点. .按照上述办法，按照上述办法，在这个基准点两侧各探出在这个基准点两侧各探出3 3～～5 5个点个点. . (6) (6)将两探针在另外将两探针在另外4 4个基准点处，重复上述操个基准点处，重复上述操作，找出相应的等势点作，找出相应的等势点. .本章实验 (7) (7)取出白纸，根据取出白纸，根据5 5组等势点画出组等势点画出5 5条平滑的条平滑的曲线，它们就是等势线曲线，它们就是等势线( (如图如图9-5-29-5-2所示所示).).图图9-5-29-5-2本章实验本卷须知：本卷须知： (1) (1)所用木板应表面平整，无凸凹不平；导电所用木板应表面平整，无凸凹不平；导电纸的导电物质涂层应均匀，探针头要细，灵敏纸的导电物质涂层应均匀，探针头要细，灵敏电流计内阻要小，精度要高电流计内阻要小，精度要高. . (2) (2)由下至上按白纸、复写纸、导电纸的先后由下至上按白纸、复写纸、导电纸的先后顺序在木板上铺好，而且导电纸有导电物质的顺序在木板上铺好，而且导电纸有导电物质的一面一面( (黑色黑色) )朝上朝上. .本章实验 (3) (3)两电极应牢固压在导电纸上，使整个圆两电极应牢固压在导电纸上，使整个圆周边缘都和导电层接触良好；可用一电压表周边缘都和导电层接触良好；可用一电压表先接在两极上读出一数值，再将电压表按触先接在两极上读出一数值，再将电压表按触两电极附近的导电纸，若读数基本相等，则两电极附近的导电纸，若读数基本相等，则说明接触良好；若读数相差很大，则接触不说明接触良好；若读数相差很大，则接触不好，应予以调整好，应予以调整. .在实验过程中，电极与导电在实验过程中，电极与导电纸的相对位置不能改变纸的相对位置不能改变. .本章实验 (4) (4)切忌无目标地乱测，以防损坏灵敏电流计切忌无目标地乱测，以防损坏灵敏电流计. .选选基准点和测等势点时，应尽量使相邻两点之间距离基准点和测等势点时，应尽量使相邻两点之间距离相等相等. .定位应在基准点两侧对称进行，力求所测出定位应在基准点两侧对称进行，力求所测出的等势点分布均匀的等势点分布均匀. .鉴于导电纸边缘处的等势线会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变形，探测等势点不要靠近导电纸的边缘. . (5) (5)因导电纸上所涂导电物质相当薄，故在定位因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，应用点接触法时不要用探针在导电纸上反复划动，应用点接触法. . (6) (6)描绘的等势线必须是平滑曲线，不应画成折描绘的等势线必须是平滑曲线，不应画成折线线. .本章实验误差分析：误差分析： (1) (1)所使用的电流表的精度是产生误差的主所使用的电流表的精度是产生误差的主要因素之一，直接影响所找出等势点的位置要因素之一，直接影响所找出等势点的位置. . (2) (2)电极和探针与导电纸接触是否良好，影电极和探针与导电纸接触是否良好，影响找出的等势点位置是否准确响找出的等势点位置是否准确. . (3) (3)导电纸涂层是否均匀，电阻率是否较大，导电纸涂层是否均匀，电阻率是否较大，这都影响模拟的等势线的分布是否产生畸变这都影响模拟的等势线的分布是否产生畸变. .才干·思想·方法【例【例1 1】】““电场中等势线的描绘〞的实验电场中等势线的描绘〞的实验装置如图装置如图9-5-39-5-3所示所示. .才干·思想·方法 (1) (1)在图中在图中a a、、b b、、c c、、d d、、e e五个基准点中，五个基准点中，电势最高的点是电势最高的点是 点点. . (2) (2)若电流表的两表笔分别接触图中若电流表的两表笔分别接触图中d d和和f f两点两点(f(f与与d d连线和连线和A A与与B B连线垂直连线垂直) )时表针反偏时表针反偏( (电流从红表笔流进时，表针正偏电流从红表笔流进时，表针正偏) )，则电表，则电表的红表笔接在的红表笔接在 d d 点点. .要使表针仍指在要使表针仍指在0 0刻线，刻线，应将接应将接f f的探针的探针( (即表笔即表笔) ) 向右向右 ( (填填““左〞或左〞或““右右””) )挪动挪动. .才干·思想·方法【解析】因【解析】因A A极接电源正极，所以基准点电极接电源正极，所以基准点电势最高点是势最高点是a a点，根据等量异号电荷电场线点，根据等量异号电荷电场线的分布知，的分布知，f f点的电势高于点的电势高于d d点的电势，而电点的电势，而电流表指针反偏，表明电流从红表笔流出，所流表指针反偏，表明电流从红表笔流出，所以红表笔接低电势的以红表笔接低电势的d d点点. .要找出要找出d d点的等势点的等势点，接点，接f f的探针应向低电势点移动，即向右的探针应向低电势点移动，即向右移动移动. .才干·思想·方法【例【例2 2】设计模拟实验：】设计模拟实验：(1)(1)匀强电场等势线的描绘；匀强电场等势线的描绘；(2)(2)点电荷等势线的描绘点电荷等势线的描绘. .图图9-5-49-5-4图图9-5-49-5-4才干·思想·方法【解析】【解析】(2)(2)可以用长为可以用长为1010～～15cm15cm、厚为、厚为2 2～～3mm3mm的扁平铜条两只的扁平铜条两只( (如图如图9-5-4(a)9-5-4(a)所示所示) )，或两个完全相同的平面铁夹，或两个完全相同的平面铁夹( (刃部去掉刃部去掉漆层，如图漆层，如图9-5-4(b)9-5-4(b)所示所示) )模拟匀强电场，模拟匀强电场，其操作步骤与前面其操作步骤与前面““实验步骤〞基本相同，实验步骤〞基本相同，其结果如图其结果如图9-5-4(c)9-5-4(c)所示；所示；才干·思想·方法 也可以用一个圆柱形电极和一个由扁铜条围也可以用一个圆柱形电极和一个由扁铜条围成直径为成直径为15cm15cm的圆环一只的圆环一只( (图图9-5-5(a))9-5-5(a))，来模，来模拟同轴柱面对称电场，其原理和操作也与前面拟同轴柱面对称电场，其原理和操作也与前面基本相同基本相同. .注意圆柱电极位于圆环的圆心注意圆柱电极位于圆环的圆心. .其结其结果如图果如图9-5-5(b)9-5-5(b)所示所示. .图图9-5-59-5-5。