2019-2020年高中物理 用描跡法畫出電場中平面上的等勢線教案 人教版第二冊.doc
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2019-2020年高中物理 用描跡法畫出電場中平面上的等勢線教案 人教版第二冊 一、 實驗目的 學會用描跡法畫出電場中平面上的等勢線；驗證電場中各點的電勢是順著電場線方向逐漸降低的；理解對等勢線和電場線相互垂直，等勢線不會相交等性質。 二、實驗器材 ①白紙②復寫紙③導電紙各一張④圖釘4枚⑤平木板一塊和圓柱電極一對⑥直流電源（電壓約為6伏）和電鍵一個、導線5根⑥靈敏電流計和探針兩根⑦直尺（或三角板） 點撥①：導電紙的電阻率應遠大于金屬電極的電阻率才能使電極本身成為等勢體；導電涂層要均勻，紙上導電性能才能一致，否則會使測繪出的等勢線產生畸變。 點撥②：對圓柱電極應一樣大，直徑為1厘米。 三、實驗原理 用導電紙中的穩(wěn)恒電流場模擬真空中的靜電場。 點撥：本實驗是用兩個帶圓形電極模擬兩等量異種點電荷在平面內的電場。 四、實驗步驟 定性描繪平面上的等勢線 （1）在平板上依次鋪上白紙、復寫紙、導電紙，導電膜向上，用圖釘把白紙、復寫紙和導電紙一起固定在板上。 （2）用直尺在導電紙中央畫一條長為10厘米的線段，在線段兩端固定壓緊直徑為1厘米的圓形電極，將這兩電極分別接在6伏直流電源上，如圖所示。 點撥：兩電極間為什么要相距10厘米遠呢？由實驗原理得知，實驗時需兩極間有一定的電阻，而導電紙的電阻率是有限定值，紙的面積一定，若兩電極間距離太小，極間電阻趨于零，或小于靈敏電流計內阻，當靈敏電流計兩個探針接觸時就相當短接了有一定電阻的電流計，造成后果可能出現(xiàn)靈敏電流計指針不偏轉（或偏轉很?。┒`認為等勢，或者出現(xiàn)因等勢線太密而看不出規(guī)律。 （3）用等分線段法在兩電極連線上選取間距相等的5個點作為基準點，并用探針把所選的點復印在底層的白紙上。 點撥：選5個基準點主要是為了描繪對稱的清晰等勢線，就3、5、7……個基準點而言，5個最適宜，既能發(fā)現(xiàn)規(guī)律又省時間，值得注意的是，基準點的間距相等，相鄰兩條等勢線的電勢差不等，勻強電場例外。 （4）從靈敏電流計的兩個接柱引起兩個探針分別與導電紙上任意兩個相鄰的基準點接觸，觀察指針偏轉情況，比較各點的電勢高低，找出電勢的變化規(guī)律。 （5）用探針I(yè)與某基準點E接觸，如圖4-1所示，另一探針I(yè)I在距基準點E約1厘米處選一點，將探針I(yè)I左右移動，可發(fā)現(xiàn)與這一點接觸時電流計的指針不偏轉，即此點與基點等勢，用同樣的方法探測出關于基點對稱的另外3個等勢點，即每個基準點的等勢點共5~ 7個。 點撥：探測點不要靠近導電紙邊緣，否則等勢線畸變。 （6）取出白紙，根據(jù)5組等勢點畫出5條平滑曲線即為等勢線，如圖。 點撥：根據(jù)實驗中所描繪的圖4-2，問C點的電勢是正還是負？不少同學認為需要定量計算才能確定，其實不然，只要抓住兩等量異號電荷連線的中垂線PQ這條等勢線上各點電勢為零的特點，得知Ua=Ub=0，Uc
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