用电阻式触摸屏模拟二维静电场

用电子设备中常见的电阻式触摸屏替代常规的碳素导电纸进行静电场模拟实验,以其恒定电流场模拟平行板电容器的二维静电场,利用其透明性,将坐标纸对齐粘附于其背面,测量电压的同时读取当前点的位置数据,在此基础上绘制了静电场的等势线图。该实验具有精度高、可靠性和重复性好、操作简便等特点。     

恒定电路与静电场

在恒定电路的教学中 ,常常会出现与静电场完全割裂 ,彼此互不关联的局面 .其实在恒定电路中静电场理论仍然适用 ,下面笔者通过几个具体事例对比作一粗浅的探讨 .1 .在“电场中等势线的描绘”实验中 ,导电纸内形成的恒定电流场与正、负点电荷产生的静电场类似 .因而可以用恒定电流场来模拟静电场 ,研究静电场的分布 .2 .并联电路中各支路电压相等 ,其实质就是 :“电场力做功与路径无关 ,只由初、末位置决定”的这一性质在恒定电路中的具体表现 .3.外电路移送电荷 ,电流做正功 (电场力也做正功 ) ,把电场能转化为其它形式的能 (如内能、机械能、光能等 ) .电源内部非静电力克服静电力移送电荷 ,非静电力做正功 ,把其它形式的能 (如化学能、机械能等 )转化为电场能 ;同时电流做正功 ,把一部分电能转化为内能 .在纯电阻的闭合电路中 ,内、外电路中所转化在内、外电阻上的内能 (即热能 ) ,等于电源将其它形式的能所转化的电场能 ,即非静电力所做的功 .4.恒定电路中沿着电流方向上的 A、B两点电势降落与静电场中沿着电场线方向上 A、B两点电势降落一样 ,等于这两点间电场强度的空间累积 ,即UAB=Ed.5 .在纯电...     

静电场描绘实验的改进”

正本文介绍为什么静电场要用恒定电流场来模拟以及静电场描绘实验的原理和传统的实验装置,以及用传统的实验装置对实验的测量结果.对实验的结果分析分析误差的来源,通过剖析实验装置的结构,通过思考与探究,对实验的装置进行了一系列的改进.介绍具体的改进方法,已经用改进后的实验装置对实验进行重新的测量,与前面的实验结果进行对比分析,可以得知改进后的装置操作简便易行,测量的结果也逐渐的理     

关于静电场、稳恒电场和感应电场的教学研究

《高中物理读本》(即甲种本)第二册的“电场”一章详细阐述了静止电荷所激发的电场——静电场的特性,并在学生实验之五——“电场中等势线的描绘”实验中用脚注说明由于静电场和稳恒电流场遵守的规律相似,实验中是用在导电纸上形成的稳恒电场模拟静电场来做实验;在第三册(甲种本)的“电磁振荡和电磁     

模拟法描绘静电场实验方法

根据电流场和静电场分布相似的原理,设计用电流场模拟静电场间接测量场分布的实验方法.电流场中的电流密度矢量和静电场中的电场强度矢量所遵从的物理规律具有相同的数学形式.通过理论推导获知:在边界条件相同的情况下,2个场具有相同的解,论证了电流场模拟静电场在理论上的可行性.通过实验获得同轴圆柱面形电极在水中产生的电流场的等位线,并根据等位线与电力线垂直的原则绘出其电力线分布.实验结果与理论曲线相吻合,再次验证了模拟法描绘静电场方法的可行性.该实验方法的应用,简化了静电场测量的实验设备,降低了对实验测量技术的要求.     

描绘电场中等势线的演示实验

1　制作思想电场中等势线的描绘是一探索性实验 .要求学生通过描迹法描绘出稳恒电流场模拟静电场的等势线 ,它是静电场中唯一的一个学生实验 .无疑对培养学生的实验能力和科学方法的教育起着一定的作用 .为了做好该实验教师最好先讲解演示 .但到目前为止实验室没有现成的演示实验装置 ,而用原学生实验装置演示可见度太小 .未做成演示实验的主要原因是大面积导电材料难找等 .我们经过反复研究探索和多次实验 ,成功地用取材容易 ,成本低廉的镀锌铁皮作为导电材料 .由于镀锌铁皮电阻小 ,若通入小电流 ,在一定范围内电势变化很小 ,而且“磁电式…     

恒定电流场仿真及实验装置研发

采用电导率较大的铝作为媒质开发恒定电流场实验装置,研究具有转角的汇流条电场及电位分布。首先应用ANSYS软件仿真模拟汇流条电场及电位分布,通过定义单元类型和材料属性、建立模型、网格剖分、施加边界条件、求解来绘制等位线和电力线,得到直观的电场分布,获得具有转角汇流条复杂电场的空间电位。然后根据仿真结果设计实验装置模型,开发制作恒定电流场实验装置,装置具有灵活、轻便的特点,利用新装置进行实验测试,将仿真所得结果和实验测试结果进行对比,验证了仿真实验的正确性。新实验装置可以在现有实验条件下实现,为学生进行恒定电流场实验提供了平台。     

关于电场和电路内容的两点释疑简

“电源和电流”是高中物理3-1教材第2章“恒定电流”的第1节,而前一章是“静电场”,教材在编排时以学生刚学过的电场知识入手,去讨论、分析并建立电路模型,有效将“场”和“路”的知识相联系,有利于学生构建完整的电磁学知识体系,并培养学生不断运用已学知识分析、解决实际问题的意识和能力.但在把电场知识迁移、构建到电路知识时,学生会有各种疑惑和不解,尤其是会感觉自相矛盾的地方出现,主要体现为如下2个“问题”.     

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…     

静电场计算机模拟实验

一、引言静电场是物理学中重要的基本概念之一。“场”作为物质存在的一种形式,初学者往往感到抽象、不易接受。故做好静电场实验是十分重要的。由于静电场直接测量有困难,通常都是采用模拟的方法。例如目前广泛使用的“静电场测定仪”,就是利用电流场模拟的方法,把静电场的等位面描绘出来。但这种模拟是很有限的,它只能把点电荷、异号电荷等几种简单的静电场模拟出来。由于电流场必须形成电流,因而对于同号电荷的电场需要经过特殊处理才能进行模拟。至于电力线的实验显示,     

用微机描绘静电场

<正> 静电场是由静止电荷激发形成的,它的空间分布可以用等势线来描述,若知道静电场的电势特征,就可了解带电粒子在其中的运动情况,这对科研及生产都有一定的指导意义.但是,直接去测量它是相当困难的,这是因为静电场中不会有电流,因而不能使用磁电式仪表.再者,一旦把仪器引入静电场,会导致电荷重新分布,这就不再是原来的场了.所以,在“普物”实验中,通常的做法是用可以测量的稳恒电流场来“模拟”静电场,然而这种模拟法存在一些缺点.例如,由于实验器材的限制,只能描绘象长同轴柱面电荷等形成的一些简单电场.还由于导电介质(如导电纸)的不均匀性,带来一定的测量误差,手工绘图也比较费力.为此,我们将实验与计算机应用相结合,引导学生利用微机作图法研究静电场的等势线分布,取得了比较好的效果.     

《恒定电流》复习提要

高考对电磁学部分的考查始终围绕着“场”与“路”两个方面进行,而《恒定电流》板块不仅与“场”有联系,还与后面的电磁感应及交流电联系紧密,另外本章的几个实验又是高考电学命题的主旋律．《恒定电流》的地位非常重要,复习时要着重哪些万面呢？     

让学生通过图像认识物理规律

在新人教版高中物理教材中,多次出现用图像来表示物理规律．从必修Ⅰ引入速度一时间、位移一时间图像、弹力一形变量、加速度一力、加速度一质量的图像等,初步接触到有关图像的问题,通过图像更直观地认知运动的规律,在后续的学习中,随着学生认知能力的提高,就会要求从更深的层次来分析物理规律,如在静电场中的场强、电势图像等,在恒定电流中有关电流-电压、功率等图像．学生通过图像的学习,对所学物理规律的认识与理解,比用文字或函数都更直观、更具有说服力．我们对图像在物理教学中的地位有了新的认识,     

基于跨学科融合视域的电动势高端备课再研究

基于跨学科融合视域,对电动势教学的高端备课进行了再研究。通过阐明“板电场”“膜电场”模型建立的微观机制,指出非静电场与静电场、非静电力与静电力在场源电荷与电路构成上的本质区别,并从三种视角展现了铜锌伏打电池中非静电力做功的本质图景,最终得出了非静电场、非静电力为电路提供恒定电流的物理机制。     

恒定电流解题妙招

恒定电流学习的重点是对基本概念和定律的理解以及熟练运用欧姆定律和其他知识分析解决电路问题,其难点是电路的分析和计算.历届高考命题形式:一是以选择、填空方式考查知识;二是与静电场、磁场和电磁感应结合的综合题.值得说明的是,近年来高考在对本章的考查中,似乎更偏重于电路的动态变化分析和电路故障分析,这类题通常都来自生活实际,是学生应具备的基本技能,而电路实验和实物连接有成为高考必考题的趋势.本文对于恒定电流板块的解题思路技巧做一个概括分析,旨在提高解题的效率,在考试中赢得时间.     

静电场描绘实验的探讨

静电场描绘是国内外高等院校普遍开设的物理实验．目前中学也开设此实验，由于直接描绘静电场存在很大困难，而稳恒电流场在导体中的分布规律——电流强度与电势差的分布规律和静电场中场强与电位差的分布规律可以用相同的数学关系式表达，所以通常是用稳恒电流场来模拟静电场．     

浅谈静电计、电压表

在静电场和恒定电流中,测定两点间的电势差是很普遍的一个问题.在静电场中测两点间的电势差常用静电计而不用电压表,在恒定电流中测电路中两点间的电压常用电压表不用静电计.下面我们来比较下一静电计和电压表有什么区别.静电计:其原理类同验电器(如图1左)的原理.我们知道,验电器金箔是否张开,以及张角的大小,是由金属杆与外壳之间的电势差来决定的.静电计(如图1右)是由验电器的两个金箔换成一个固定金属片和一个灵活转动的指针制成的,由指针偏转角度的大小可指出电势差的大小.在静电场中常用它来测两点间的电势差电,如压平表行:板电容器两…     

用模拟法描绘静电场实验的体会

要较准确地直接测量空间中静电场分布情况是很困难的,所以我们采用电流场模拟的方法进行静电场描绘的实验.这样,学生们不仅掌握了课堂教学内容,还扩大了视野,提高了理论水平,为全面深入掌握理论知识打下了很好的基础.     

同号电荷静电场的模拟实验

一、引言由于静电场直接测量存在困难,因而静电场的测量一般都采用稳恒直流场来模拟,达是因为稳恒直流场和静电场所遵守的场方程在形式上有相似的规律。目前模拟静电场的实验通常有:(1)无限长均匀柱电荷的电场描绘;(2)等量异号无限长平行柱电荷的电场描绘;(3)直长平行板电容器的电场描绘等。从这些实验可以看到。模拟方法只局限于异号     

电流表内阻测量方法的改进

在现行高级中学试验课本物理第二册《恒定电流》一章中,安排了“把电流表改装为电压表”的学生分组实验。这个实验的重点就是要想办法测出电流表的内阻。教材中是采用“半偏法”测电流表的内阻,电路图如图1所示。测量过程中要求:(1)要使R1R2,一般R1≥100R2;(2)选用内阻较小的蓄