2019-2020年高中物理 用描迹法画出电场中平面上的等势线教案 人教版第二册.doc
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2019-2020年高中物理 用描迹法画出电场中平面上的等势线教案 人教版第二册 一、 实验目的 学会用描迹法画出电场中平面上的等势线；验证电场中各点的电势是顺着电场线方向逐渐降低的；理解对等势线和电场线相互垂直，等势线不会相交等性质。 二、实验器材 ①白纸②复写纸③导电纸各一张④图钉4枚⑤平木板一块和圆柱电极一对⑥直流电源（电压约为6伏）和电键一个、导线5根⑥灵敏电流计和探针两根⑦直尺（或三角板） 点拨①：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，纸上导电性能才能一致，否则会使测绘出的等势线产生畸变。 点拨②：对圆柱电极应一样大，直径为1厘米。 三、实验原理 用导电纸中的稳恒电流场模拟真空中的静电场。 点拨：本实验是用两个带圆形电极模拟两等量异种点电荷在平面内的电场。 四、实验步骤 定性描绘平面上的等势线 （1）在平板上依次铺上白纸、复写纸、导电纸，导电膜向上，用图钉把白纸、复写纸和导电纸一起固定在板上。 （2）用直尺在导电纸中央画一条长为10厘米的线段，在线段两端固定压紧直径为1厘米的圆形电极，将这两电极分别接在6伏直流电源上，如图所示。 点拨：两电极间为什么要相距10厘米远呢？由实验原理得知，实验时需两极间有一定的电阻，而导电纸的电阻率是有限定值，纸的面积一定，若两电极间距离太小，极间电阻趋于零，或小于灵敏电流计内阻，当灵敏电流计两个探针接触时就相当短接了有一定电阻的电流计，造成后果可能出现灵敏电流计指针不偏转（或偏转很小）而误认为等势，或者出现因等势线太密而看不出规律。 （3）用等分线段法在两电极连线上选取间距相等的5个点作为基准点，并用探针把所选的点复印在底层的白纸上。 点拨：选5个基准点主要是为了描绘对称的清晰等势线，就3、5、7……个基准点而言，5个最适宜，既能发现规律又省时间，值得注意的是，基准点的间距相等，相邻两条等势线的电势差不等，匀强电场例外。 （4）从灵敏电流计的两个接柱引起两个探针分别与导电纸上任意两个相邻的基准点接触，观察指针偏转情况，比较各点的电势高低，找出电势的变化规律。 （5）用探针I与某基准点E接触，如图4-1所示，另一探针II在距基准点E约1厘米处选一点，将探针II左右移动，可发现与这一点接触时电流计的指针不偏转，即此点与基点等势，用同样的方法探测出关于基点对称的另外3个等势点，即每个基准点的等势点共5~ 7个。 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。 点拨：根据实验中所描绘的图4-2，问C点的电势是正还是负？不少同学认为需要定量计算才能确定，其实不然，只要抓住两等量异号电荷连线的中垂线PQ这条等势线上各点电势为零的特点，得知Ua=Ub=0，Uc
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