Question

在“用描迹法画出电场中平面上的等势线”的实验中，电路如图：
（1）应该使用的器材是

BG

A.6V的交流电源
B.6V的直流电源
C.220V的直流电源
D．量程0～0.5V，零刻度线在刻度盘左边的电压表
E．量程0～0.5V，零刻度线在刻度盘中央的电压表
F．量程0～300 μA，零刻度线在刻度盘左边的电流表
G．量程0～300 μA，零刻度线在刻度盘中央的电流表
（2）在上述实验过程中，要把复写纸、导电纸、白纸铺放在木板上，它们的顺序（自下而上）是

白纸、复写纸、导电纸

（3）实验中接通电路后，若一个探针与基准点b接触，另一个探针分别在基准点两侧找到了实验所需的点M、N，如图所示，则当此探针与M点接触时，电流表指针应

指零

（填“左偏”、“指零”或“右偏”）；
（4）a、b、c、d、e五个基准点在连线上间距相等，则电势差U_ab

大于

U_bc．（填“大于”、“等于”或“小于”）；
（5）若电流表两表笔分别接触图中d、f两点（点d、f连线与AB垂直）时，表针反偏（电流从红表笔流出时表针正偏），则电流表的红表笔接在

f

点，要使电流表指针仍指在零刻线，应将接f的探针向

右

（填“左”或“右”）移动．
（6）下列各情况会让描出的等势线形状发生改变的是

CD

A．将电源电压调高一点          B．将电源正负极对换
C．导电纸的导电物质出现脱落    D．将图中AB电极换为方形．

Answer 1

分析：本题（1）的关键是明确“用描迹法画出电场中平面上的等势线”是利用直流电源产生的电场来模拟静电场，所以不能用交流电源．应是低压直流电源；由于确定电势的高低，因此使用小量程，且零刻度在中央；
（2）它们的顺序（自下而上）是：白纸、复写纸、导电纸；
（3）若一个探针与基准点b接触，另一个探针与M点接触，电流表指针为零时，则电势相等；
（4）关键是明确各基准点中靠近两个电极的点电场强度越大，再根据U=Ed即可求解．
（5）关键是根据甲图可知d点电势高于e点的电势，所以当电流应从与d点接触的表笔进入．再画出A与B间的电场线和等势面，即可判断出d点与f点的电势高低，从而判定接f的表笔应如何移动．
（6）根据电场线与等势线的相互垂直，因此由电场来确定结果．

解答：解：（1）因为描绘静电场的电源必须是直流电，所以电源应选B不能选A，由于当通过灵敏电流计的电流为零时说明电流计两探针之间的电势差为零，所以电表应选D不能选C．
（2）它们的顺序（自下而上）是：白纸、复写纸、导电纸；
（3）若一个探针与基准点b接触，另一个探针与M点接触，电流表指针为零时，则电势相等，故电流表的指针应指零；
（4）靠近两个电极的点电场强度越大，由于两个电极相当于两个等量的异号电荷，所以a与b间的平均电场强度一定大于b与c间的平均电场强度，根据U=Ed可知：电势差U_ab＞U_bc．
（5）：由图可知d点的电势大于e点的电势，当电流从红表笔流出时表针正偏，如今指针反偏，则电流是从黑表笔流出，是从红表笔流进的，所以红表笔应接f；根据两等量异号电荷的电场线和等势面的特点可知，d点的电势应高于f点的电势，所以为使两点的电势相等，应将接f的表笔向右移动．
（6）电场线与等势线相互垂直，要使等势线的形状发生改变，则电场线的形状也发生改变，而电场的变化会导致电场线的变化，因此导电纸的导电物质出现脱落或电极换为方形都影响等势线的形状．而电压的调高与正负对调，都不会改变形状，故选CD
故答案为：（1）BG  （2）白纸、复写纸、导电纸 （3）指零 （4）大于  （5）f、右 （6）CD

点评：明确“用描迹法画出电场中平面上的等势线”实验的原理和方法是解决此实验的关键．
明确实验的原理以及两等量异号电荷周围电场线与等势面的特点是解决问题的关键．