题目内容
完成下面两个实验：
（ 1 ）小刚同学受教材实验的启发，用电流场模拟“点～板”静电场描绘电场等势线．图示为小刚同学的实验设计图．
①应选用的电源是______（用字母表示）．
A．6V的交流电源
B．12V的直流电源
C．110V的直流电源
②在轴线上取a、b、c三个点为基点，当红表笔接a点黑表笔
接b点时，灵敏电流表G的指针向右偏，当黑表笔接d红表笔
接b点时（已知db垂直于轴线），灵敏电流表的指针______
（填“向右偏”、“向左偏”或“不偏”）
③图中粗黑虚线是靠近B板附近一条平行于B板的直线，是否是等势线？答：______
（2）图示是测定半圆形玻璃砖折射率的实验，
图中O点为半圆形玻璃砖的圆心．实验中，
在P1和O两处各钉一颗大头针，观察发现，
在P2钉一颗大头针恰能遮挡住P1处大头针
的像和O处的大头针．
①请在图中完成光路图
②若P10连线与MN的夹角为α，P20连线与MN的夹角为β，则玻璃砖的折射率的表达式为n=______
③将光路图作好后，又将玻璃砖放回原位置，顺着P20方向看去，可以清楚地看到P10的玻璃砖外部分和P20，看到的情形应该是______
A．侧移后的平行线 B．相互垂直 C．延长线相交但不垂直 D．成一直线
④某同学在实验过程中，开始时无法确定恰能遮挡住P1处大头针的像和O处大头针的P2位置，后来改变P1位置，实验成功，请判断该同学改变P1位置是将P10连线与MN的夹角为α增大还是减小？答：______．
【答案】分析：（1）①本实验利用恒定电流场模拟静电场，可知需要用的电源是12V直流电源．②根据电场线的方向判断电势高低，结合题中条件确定灵敏电流表的指针偏转方向．③根据等势线与电场线垂直，分析黑虚线上各点电势关系．
（2）①连接P1和O表示入射光线，O和P2表示出射光线，作出光路图．②入射角和折射角是光线与法线的夹角，由几何知识定出入射角和折射角，根据折射定律得到玻璃砖的折射率的表达式．③看到P10的玻璃砖外部分和P20，应在一直线上．③开始时无法确定恰能遮挡住P1处大头针的像和O处大头针的P2位置，后来改变P1位置，实验成功说明入射角较大，应减小入射角．
解答：解：（1）①本实验的原理是利用恒定电流场模拟静电场，所以12V的直流电源．故B正确．②根据等势线与电场线垂直可知，d点的电势低于b点的电势，当黑表笔接d红表笔接b点时，由题：当红表笔接a点黑表笔接b点时，灵敏电流表G的指针向右偏，a点的电势比b点电势高，则得灵敏电流表的指针向右偏．③金属板表面是一等势面，则知靠近B板附近一条平行于B板的直线是等势线．
（2））①连接P1和O表示入射光线，O和P2表示出射光线，作出光路图如图．②由题，P10连线与MN的夹角为α，P20连线与MN的夹角为β，则入射角为i=90°-α，折射角r=90°-β，根据折射定律得n=
=
．③P10的玻璃砖外部分在入射光线上，则看到的情形应该是P10的玻璃砖外部分和P20成一直线．故D正确．
③开始时无法确定恰能遮挡住P1处大头针的像和O处大头针的P2位置，后来改变P1位置，实验成功说明入射角较大，应减小入射角，增大α．
故答案为：
（1）①B
②向右偏
③是
（2）①作光路图
②
③D
④增大
点评：本题是实验题，理解和掌握实验原理是核心．对于几何光学，要掌握折射定律．
（2）①连接P1和O表示入射光线，O和P2表示出射光线，作出光路图．②入射角和折射角是光线与法线的夹角，由几何知识定出入射角和折射角，根据折射定律得到玻璃砖的折射率的表达式．③看到P10的玻璃砖外部分和P20，应在一直线上．③开始时无法确定恰能遮挡住P1处大头针的像和O处大头针的P2位置，后来改变P1位置，实验成功说明入射角较大，应减小入射角．
解答：解：（1）①本实验的原理是利用恒定电流场模拟静电场，所以12V的直流电源．故B正确．②根据等势线与电场线垂直可知，d点的电势低于b点的电势，当黑表笔接d红表笔接b点时，由题：当红表笔接a点黑表笔接b点时，灵敏电流表G的指针向右偏，a点的电势比b点电势高，则得灵敏电流表的指针向右偏．③金属板表面是一等势面，则知靠近B板附近一条平行于B板的直线是等势线．
（2））①连接P1和O表示入射光线，O和P2表示出射光线，作出光路图如图．②由题，P10连线与MN的夹角为α，P20连线与MN的夹角为β，则入射角为i=90°-α，折射角r=90°-β，根据折射定律得n=
=．③P10的玻璃砖外部分在入射光线上，则看到的情形应该是P10的玻璃砖外部分和P20成一直线．故D正确．③开始时无法确定恰能遮挡住P1处大头针的像和O处大头针的P2位置，后来改变P1位置，实验成功说明入射角较大，应减小入射角，增大α．
故答案为：
（1）①B
②向右偏
③是
（2）①作光路图
②
③D
④增大
点评：本题是实验题，理解和掌握实验原理是核心．对于几何光学，要掌握折射定律．
练习册系列答案
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