实验“描绘电场中的等势线”中的几个问题

1电场中的等势线缘何“变形”？ 1．1问题的提出 高中物理第2册有个学生分组实验——“用描迹法画出电场中平面上的等势线”,按照教材介绍的实验步骤,在每个基准点上下方各描出2～4个等势点,然后连成等势线．由于时间比较充裕,有的学生就每个基准点,多描了几个等势点,一直到导电纸的边缘．连接等势点绘成等势线时,问题出现了,所绘成的等势线的形状与教材上正负电荷形成的电场中的等势线的形状相比,     

等势线描绘实验中导电纸的代用

高中物理课本,等势线的描绘是了解电场性质的一个重要实验,学生通过此实验把抽象的电场形象化,对理解电场的概念、电力线、等势线的分布有很大的帮助。但是,由于等势线描绘实验器配的导电纸不多,导电纸用完后又没地方购买,实验不能开出。学校实验教师提出这个问题后,我就开始找代用方法,经过实验     

一种导电纸的理想代用品

全日制普通高级中学教科书(必修加选修)<物理>第二册,学生分组实验"用描述法画出电场中平面上的等势线"是高中重点实验.     

谈“等势线”的变异

“电场中等势线的描绘”是用描迹法画出电场中一个平面上的等势线的学生实验 ,它是用恒定电流的电场来模拟静电场的 .高中《物理》(试验修订本·必修加选修 )第二册第 2 2 7面给出的理想等势线如图 1所示 .但是 ,实验完成后 ,很多细心的学生发现 ,在有限的矩形导电纸上描出的等势线如图 2所示 .而且只有直线AB的中垂线所表示的等势线与图 1对应的一样 ,其它等势线相对图 1都有一定的变异 .图 1　　　　　　　　　　　　图 2为什么会出现上述的变异呢 ?原来 ,图 1表示等量的异种电荷在无限大空间里的等势线形状 .由于直接描绘静电场的等势线…     

对静电场等势线描绘的思考

继用恒定电流场模拟出两等量异种电荷的等势线后,部分学生提出下述两个问题:问题1:能否用这种模拟方法描绘出两等量同种电荷的等势线?问题2:能否用这种模拟方法描绘出两不等量同、异种电荷的等势线?     

9 电场中等势线的描绘

[实验目的]用描迹法画出电场中一个平面上的等势线.[实验原理]用导电纸上形成的稳恒电流场来模拟静电场.当两探针与导电纸上电势相等的两点接触时,与探针相连的灵敏电流计中通过的电流为零,指针不偏转.从而可以利用灵敏电流计找出导电纸上的等势点,并依据等势点描绘出等势线.     

压感纸在物理实验中的应用

在物理实验教学中,实验数据的采集与处理直接影响着实验教学的效果。在实验数据的采集与处理过程中,经常用到白纸,如"力的合成与分解"、"测玻璃砖的折射率"、"等势线的描绘"等实验,由于各校的实际条件所限,每个学生不能独立完成实验操作的全过程,在实验数据的采集与处理上也只有部分学生完成。在长期的实践中,笔者发现在不增加现有实验器材的情况下,用一种在物理实验中没有用到的新材料———压感纸,能很好地解决这一问题。     

对“用描迹法画出电场中平面上的等势线”的实验仪器的保护及改进

＂用描迹法画出电场中平面上的等势线＂的学生实验中灵敏电流计损坏严重,本文作者对损坏原因进行了深入分析,找到了仪器损坏的原因,并对描绘电场等势线实验演示器进行了改造。     

“静电场中等势线的描绘”实验的扩展

此实验设计精巧操作简便 ,通常学生在很短的时间内便可以完成 ,而一般分组实验都安排一课时时间 ,课时利用率较低 .笔者根据此实验的设计原理 ,在现有的仪器基础上稍加改进便可将该实验进行扩展 ,在平面上完成以下实验研究 .一、孤立点电荷电场的等势线如图 1所示 ,用厚 1 mm的铜板 (或铝板 )做一个内径为 9cm、外径为 1 0 cm的铜环 ,将导电纸、复写纸、白纸从上到下叠好 ,在导电纸的中心用铅笔画一个十字 ,用打孔器在十字中心钻出一个直径为 4mm的孔 ,然后放进原实验装置左边的导线接线柱 B,并用螺丝固定使之与导电纸接触紧密 .将铜环放在导电纸上 ,调整铜环的位置使接线柱在铜环的圆心上 ,并用绝缘夹使铜环与导电纸紧密接触 .铜环与右边接线柱 A用导线相连 .最后用导线将电源、图 1接线柱、开关连接成如图 1所示电路 .当开关 S闭合时 ,电流将从接线柱 B成放射状流向铜环 ,形成一个放射状的电流场 .用灵敏电流表寻找等势点的方法可描出其 5条等势线 ,即 5组同心圆 .根据等势线与电场线垂直 ,便可作出点电荷的电场线 ,即放射状的直线 .二、匀强电场的等势线用厚 1 .5 mm的铜板做成长 1 4c...     

三则实验小改进

三则实验小改进何海明（浙江省绍兴市东湖中学，３１２０００）从科学性、简洁性来衡量部分高中物理学生实验，有改进的必要．有些实验只需作一点简单的小改进，就能获得良好的实验效果，本文就此介绍三则实验小改进．１．选择合适的间距，绘好等势线描绘电场中的等势线普...     

"用描迹法画出电场中平面上的等势线"实验教学的改进

在高中物理电子实验中,由于对静电场直接进行测量很困难,故采用易于测量的电流场模拟法。在实验时,我们用伏特表或其他仪器探测出电流场中若干组等电势点,据此描绘出若干条等势线,依据等势线再画出电力线。我们尝试了用不同器材进行这个实验,以减少实验误差。     

电场中“三线”问题求解策略

所谓静电场中的"三线",是指电场线、等势线和带电粒子在电场中运动的轨迹线.电场中"三线"问题相关内容,是电场单元的重点和难点,也是近几年高考热点内容之一.这部分问题综合性较强,涉及到带电粒子的电性问题、受力问题、运动问题、做功与能量变化问题等.弄清电场中的三线问题,十分有助于学生物理学习能力的提升以及后续阶段对磁场、电磁感应等内容的学习.下面就这部分问题的求解策略,谈如下几点体会.     

电场与电路

例 静电透镜是利用静电场使电子束会聚或发散的一种装置，其中某部分静电场的分布如右图所示．虚线表示这个静电场xOy平面内的一簇等势线，等势线形状相对于x轴、y轴对称．等势线的电势沿x轴正向增加，且相邻两等势线的电势差相等．一个电子经过P点(其横坐标为-x0)时，速度与z轴平行．适当控制实验条件，使该电子通过电场区域时仅在x轴上方运动．在通过电场区域过程中，该电子沿y方向的分速度vy，随位置坐标x变化的示意     

等势线演示器的制作

中学物理老师在讲到等势线这一内容时，由于教材中没有这方面的演示实验，因此总是感到有点抽象，难以向学生讲清楚，学生也不太好理解，而“等势线演示器”很好地解决了这一问题．它利用投影技术，用电流场模拟静电场，形象、直观地向学生们展现了等势线这一概念，下面介绍本实验的装置和实验过程． （１）如图１所示，用透明玻璃或有机玻璃制成２０ｃｍ×１２ｃｍ×２ｃｍ 的矩形盒，在盒内中心轴线用胶粘有两根中φ３ｍｍ～φ５ｍｍ ，长 ２ｃｍ ～ ３ ｃｍ，相距 １０ ｃｍ的铜棒作为电极． （２）备有 １９ ｃｍ × １１ ｃｍ的透明玻…     

9 电场中等势线的描绘

[实验目的]用描迹法画出电场中一个平面上的等势线.[实验原理]用导电纸上形成的电流场来模拟静电场,当在电流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强度为零,从而可以利用灵敏电流计找出电场中的等势点,并依据等势点进行等势线的描绘.[实验器材]学生用低压电源或电池组;灵敏电流计;开关;导电纸;白纸;复写纸;圆柱形金属电极两个;探针两支;图钉,导线若干;木板或塑料底板.     

线电荷的电力线和等势线的MATLAB作图

线电荷的电力线是射线簇,等势线是圆簇;等量异号直线电荷对的电力线和等势线是两簇圆;等量同号直线电荷对的电力线和等势线可用显式表示．电力线的起点一般由起始角度决定,等势线的起点一般由电势差决定．而用MATLAB的常微分方程函数和等高线函数能够画出全部等势线和电力线,特别是不等量的直线电荷对的电力线和等势线．     

窥探电场的窗口——辨两线识电场

电场是存在于电荷周围的一种特殊物质,既看不见,又摸不着,同学们在学习电场的概念时遇到很大困难.电场线与等势线(面)是直观反映电场的两种图象,通过对电场线与等势线(面)这两个概念的学习,可深入理解电场力和电势能两方面的性质,化抽象为形象,两者好比是观察电场的两个"窗口".     

两个不等量异种点电荷的等势线

在全日制普通高级中学物理教科书·必修加选修(人民教育出版社,2006年11月第2版)第116页,分别介绍了孤立点电荷、等量异种点电荷和等量同种点电荷的电场线与等势线,并形象、直观地把等势线与等高线进行了对比示意,如图1所示。现行不同版本的高中物理教科书一般不介绍不等量点电荷的电场线与等势线。但是,在2009年普通高考试题中,北京卷和上海卷分别根据不等量异种点电荷的电场线分布(如图2所示)和不等量同种点电荷的等势线分布(如图3所示),考查了静电场中的场强与电势。由图1可知,两个等量异种点电荷在平面中的等势线,对于二者连线的中垂线呈对称分布,且中垂线为零等势线,那么两个不等量异种点电荷的等势线及零等势线的二维分布如何呢?     

自制经济导电纸探究式实验教学

1问题提出在做《用描迹法画出电场中平面上的等势线》这一实验时,由于导电纸使用时间过长,损坏较严重,导致实验效果不佳。学生问我,"可以自制导电纸吗?"当然可以,我因势利导,鼓励同学们大去探究。     

平面静电场等势线自动描绘仪的研制

介绍了一种平面电场自动描绘仪的设计方法,并应用本理论成功试制出样机,介绍了试制过程中出现的问题及解决方法;应用本描绘仪可以快速绘制模拟平面电场的等势线,在电场物理实验及研究中,本电场自动描绘仪能加快实验速度、提高实验精度,具有应用价值。