《高中物理课件：第十三章第十一节《实验：用描迹法画出电场中平面上的等势线》（人教版选修3-1）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中物理课件：第十三章第十一节《实验：用描迹法画出电场中平面上的等势线》（人教版选修3-1）（30页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第十一第十一节实验：用描迹法画出：用描迹法画出电场中中平面上的等平面上的等势线目目标概概览学学习目目标：1.知知道道本本实验的的实验原原理理及及所所需需器器材，了解材，了解实验注意事注意事项2学学会会正正确确探探测等等电势点点的的方方法法，掌掌握握实验操作操作过程程3通通过利用灵敏利用灵敏电流流计探探测等等势点，培养学点，培养学生生实验操作能力；通操作能力；通过设计其他其他电场的模的模拟问题，培养知，培养知识迁移能力迁移能力重点重点难点：点：1.重点：了解用恒定重点：了解用恒定电流流场模模拟静静电场的原理；学会探的原理；学会探测等等势点的方法点的方法2难点：利用灵敏点：利用灵敏电流流计探探测等
2、等势点的方法点的方法.学法指学法指导：1.掌握画等掌握画等势线的意的意义得得电场线的分布，的分布，进而了解空而了解空间电场的情况的情况2知道知道电流流场比作静比作静电场的原因，并体会的原因，并体会这一基本思想一基本思想 核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练随堂达标自测随堂达标自测第第十十一一节节实实验验：用用描描迹迹法法画画出出电电场场中中平平面面上上的的等等势势线线基础知识梳理基础知识梳理基础知识梳理基础知识梳理一、一、实验目的目的用描迹法画出用描迹法画出电场中一个平面上的等中一个平面上的等势线.二、二、实验原理原理用平面用平面导电纸上的恒定上的恒定电流流场模模拟真空中的等量异种
3、真空中的等量异种电荷的静荷的静电场，当在，当在场中与中与导电纸接触的两探接触的两探针尖端的尖端的电势差差为零零时，与探，与探针相相连的的电流表中流表中电流流为零零,图13111从而可以通从而可以通过探探针找出找出电流流场中的等中的等势点，并点，并依据等依据等势点描出等点描出等势线(装置如装置如图13111所所示示)三、三、实验器材器材学生用低学生用低压直流直流电源或源或电池池组(约6 V)，灵敏，灵敏电流表，开关，流表，开关，导电纸，复写，复写纸，白，白纸，圆柱形柱形金属金属电极两个，探极两个，探针两支，两支，图钉，导线若干，若干，木板木板四、四、实验步步骤1安装器材安装器材(1)在平整的塑料
4、板上由下而上依次使白在平整的塑料板上由下而上依次使白纸、复、复写写纸、导电纸(将将导电面朝上面朝上)穿穿过螺杆螺杆铺放，将放，将两个两个圆柱形柱形铜电极极A、B分分别套在螺杆上，并用套在螺杆上，并用螺母螺母拧紧(2)两个两个圆柱形柱形铜电极极A、B相距相距为10 cm，将，将电极极A、B分分别与与6 V的直流的直流电源的正、源的正、负极相极相连接，接，如如图13112所示所示(3)将两个探将两个探针分分别接到接到电流流计的的“”“”“”接接线柱上柱上2选基准点基准点在在导电纸上画两个上画两个电极的极的连线AB，在，在连线上上取大致相等的五个点作基准点，并用探取大致相等的五个点作基准点，并用探针
5、把它把它的位置复印在白的位置复印在白纸上上图131123探探测等等势点点(1)接接通通电源源，将将左左手手探探针跟跟A、B连线上上某某一一基基准准点点相相接接触触，然然后后在在导电纸平平面面AB连线旁旁距距基基准准点点1 cm处轻轻移移动右右手手探探针，直直到到使使电流流计指指针不不再再发生生偏偏转，用用探探针把把这一一点点位位置置复印在白复印在白纸上上 (2)按上一步按上一步骤的方法在的方法在这个基准点两个基准点两侧逐步逐步由近及由近及远地探地探测得到得到48个等个等势点点(3)按按同同样方方法法，找找出出其其余余四四个个基基准准点点的的48个个等等势点点4画等画等势线断开断开电源，取出白源
6、，取出白纸，根据五个，根据五个基准点的等基准点的等势点画出五条平滑的点画出五条平滑的曲曲线，如，如图13113所示所示.图13113核心要点突破核心要点突破一、注意事一、注意事项1灵敏灵敏电流流计宜宜选零刻度在中央的一种，零刻度在中央的一种，电源必源必须是直流是直流电源，最好是源，最好是稳恒恒电源源电压宜宜选6 V左右，不宜太小左右，不宜太小2在木板上在木板上铺纸的先后的先后(下上下上)顺序是白序是白纸、复、复写写纸、导电纸，并且，并且导电纸有有导电物物质的一面的一面(黑色黑色)朝上，且两个朝上，且两个电极和几极和几层纸的相的相对位置位置不不变3电极极与与导电纸的的接接触触应该良良好好，否否则
7、会会影影响响实验正常正常进行行4在在探探测与与某某一一基基准准点点电势相相等等的的其其他他各各点点时，与，与该基准点相接触的探基准点相接触的探针要固定不要固定不动5寻找等找等势点点时，应从基准点附近由近及从基准点附近由近及远地逐地逐渐推移，不可以大跨度地移推移，不可以大跨度地移动，以免，以免电势差差过大，出大，出现电流表流表过载现象象6绝不允不允许将两探将两探针分分别同同时触到触到电极，以极，以防防烧坏坏电流表流表7鉴于于导电纸边缘处的等的等势线会会变形，探形，探测等等势点不要靠近点不要靠近导电纸的的边缘8导电纸上的上的导电物物质很薄，很薄，寻找等找等势点点时,应避免探避免探针在在导电纸上反复
8、划上反复划动，用点接触法，用点接触法，且保且保证良好接触良好接触9描描绘的等的等势线必必须是平滑曲是平滑曲线，不，不应画成画成折折线二、二、误差分析差分析1所所使使用用的的电流流表表的的精精度度是是本本实验产生生误差差的的主主要要因因素素之之一一，因因此此，要要尽尽可可能能使使用用精精度度较高的高的电流表流表2电极与极与导电纸是否接触良好也是本是否接触良好也是本实验产生生误差的主要因素之一，差的主要因素之一，对此，安装此，安装电极极时要加以注意，可以在木板上要加以注意，可以在木板上垫35张白白纸3导电纸是否符合要求也是本是否符合要求也是本实验产生生误差差的主要因素之一，的主要因素之一，导电纸的
9、的电阻率阻率应选大于金大于金属属电极的极的电阻率才能使阻率才能使电极本身成极本身成为等等势体；体；导电涂涂层要均匀，要均匀，纸上上导电性才能一致，否性才能一致，否则会使会使测绘出的等出的等势线产生畸生畸变4圆柱形柱形电极的大小也会极的大小也会给本本实验带来来误差，差，圆柱形柱形电极极应选一一样大的且直径大的且直径约为1 cm的的. (2011年年江江西西赣州州三三中中高高二二检测)在在用用电流流场模模拟静静电场描描绘电场中中等等势线的的实验中中,在下列所在下列所给出的器材中，出的器材中，应该选用的是用的是_(用器材前的字母表示用器材前的字母表示)A6 V的交流的交流电流流B6 V的直流的直流电
10、源源课堂互动讲练课堂互动讲练实验器材的器材的选用及用及实验步步骤安排安排类型一类型一例例例例1 1C100 V的直流的直流电源源D量程量程00.5 V零刻度在刻度零刻度在刻度盘中央的中央的电压表表E量程量程0300 A零刻度在刻度零刻度在刻度盘中央的中央的电流流表表(1)在在实验过程中，要把复写程中，要把复写纸、导电纸、白、白纸铺放在木板上，它放在木板上，它们的的顺序序(自上而下自上而下)是：是：_、_、_. (2)在在实验中，按下中，按下电键，接通，接通电路若一个路若一个探探针与基准点与基准点O接触，另一个探接触，另一个探针已分已分别在基在基准点准点O的两的两侧找到了找到了实验所需所需要的两
11、点要的两点a和和b，如，如图13114所示，所示，则当探当探针与与a点接触点接触时，电表的指表的指针应_(填填“左左偏偏”、“指零指零”或或“右偏右偏”)图13114【解析】【解析】本本题主要考主要考查等等势线描描绘的的实验原原理因理因为直接描直接描绘静静电场中的等中的等势线是很困是很困难的，但由于静的，但由于静电场和恒定和恒定电流的流的电场遵循的遵循的规律相似，所以本律相似，所以本实验是用在是用在导电纸上形成的恒上形成的恒定定电流流场模模拟静静电场来做的，所以来做的，所以应选6 V左左右的直流右的直流电源另外，本源另外，本实验是通是通过检测是否是否有有电流来判断两点流来判断两点电势是否相等的
12、，并且是否相等的，并且电流流非常微弱，所以非常微弱，所以选灵敏灵敏电流表流表.(1)要构成要构成闭合回路，必合回路，必须把把导电纸放在最上放在最上面，并使它与面，并使它与电源两极接触良好另外要把探源两极接触良好另外要把探针测得的点复印在白得的点复印在白纸上，所以第二上，所以第二层放复写放复写纸，白，白纸放在最下面放在最下面(2)由于由于a和和b是基准点是基准点O两两侧已找到的已找到的实验所需所需的点，的点，说明明a和和b与与O点是等点是等电势的两点，没有的两点，没有电流通流通过，所以，所以电流表指流表指针指零指零【答案】【答案】BE(1)导电纸复写复写纸白白纸(2)指零指零【思【思维升升华】本
13、本实验利用灵敏利用灵敏电流表指流表指针的的偏偏转情况可以判断情况可以判断电场中两点中两点电势的高低，根的高低，根据两等据两等势点点间不会不会产生生电流的流的规律可知，当律可知，当电流表的指流表的指针不偏不偏转时，跟，跟电流表相流表相连的探的探针的的两点两点电势相等相等实验原理的理解与迁移原理的理解与迁移类型二类型二例例例例2 2 用用电流流场模模拟静静电场描描绘各各种种电场中中等等势线，图13115中中哪哪种种情情况况是是能能够实现的的( )图13115A图(a)中，中，圆柱形柱形电极极A、B均接均接电源正极，源正极，用以模用以模拟等量同种等量同种电荷的荷的电场B图(b)中，中，圆柱形柱形电极
14、极A接在接在电源正极，源正极，圆环形形电极极B接接电源源负极，用来模极，用来模拟正点正点电荷的荷的电场C图(c)，两平行的，两平行的长条形条形电极分极分别接接电源的源的正、正、负极，用以模极，用以模拟匀匀强强电场D图(d)，圆柱形柱形电极极A接接电源源负极，用来模极，用来模拟负点点电荷的荷的电场【解析】【解析】由于由于导电纸上的上的电流必流必须从高从高电势处流向低流向低电势处，因此，因此(a)图中不能形成中不能形成电流，流，选项A错误(b)图中中电极极A、B之之间可以形成可以形成电流，且与点流，且与点电荷的荷的电场分布分布类似，因此似，因此选项B正确正确(c)图中中电极极A、B之之间可以形成可
15、以形成电流，流，且两极板的中且两极板的中间部分接近于匀部分接近于匀强强电场的分布，的分布，选项C正确在正确在图(d)中只有一个中只有一个电极无法形成极无法形成电流，故无法模流，故无法模拟负电荷的荷的电场，选项D错误.【答案】【答案】BC【思【思维升升华】用用电流流线模模拟电场线，不同，不同电流流线上的等上的等势点的集合就是等点的集合就是等势线若不能形若不能形成成电流也就不能找到等流也就不能找到等势点点随堂达标自测随堂达标自测本部分内容讲解结束本部分内容讲解结束点此点此进入入课件目件目录按按ESC键退出全屏播放退出全屏播放谢谢使用使用同学们来学校和回家的路上要注意安全同学们来学校和回家的路上要注意安全
