Question

在“用DIS描绘电场的等势线”实验中，按图所示连接电路．在电极A、B的连线上等距离地取a、b、c、d、e 等5个基准点．将电压传感器的两个接线柱分别和两个探针相连接．当正接线柱的电势高于负接线柱时，读数为正．
（1）（多选题）．对于该实验的认识与判断，下列说法中正确的是______
（A）实验是用恒定的电流场模拟静电场
（B）在实验过程中电极与导电纸的相对位置不能再改变
（C）若把电源电压提高到原来的2倍，则描绘得到的等势线形状与原来不同
（D）本实验无法画出相应的电场线
（2）若在图中连接电压传感器正接线柱的探针接触a点，连接负接线柱的探针接触b点时，读数为负，则可以判断电极A接在电源的______极上（选填“正”或“负”）．
（3）若连接电压传感器的正负两个接线柱的探针分别接触a点和b点时示数为U₁；分别接触b点和c点时示数为U₂，则有|U₁|______|U₂|（选填“＞”、“＜”或“=”）．

Answer 1

【答案】分析：（1）本实验利用恒定电流场模拟静电场，电极相当于点电荷，电极与导电纸的位置不能改变．等势线的形状与电源的电压无关．将等势点连起来，可描绘出电场的等势线．
（2）根据题意，当正接线柱的电势高于负接线柱时，电压传感器的读数为正，分析读数为负时，电极A接在电源的哪一极上．
（3）a、b间场强大于b、c间场强，根据U=Ed分析|U₁|与|U₂|间的大小关系．
解答：解：（1）A、本实验的原理是利用恒定电流场模拟静电场．故A正确．
B、根据等量异种电荷等势线分布情况可知，等势线的分布情况与电荷的有关，本实验中两个电极相当于两个点电荷，所以在实验过程中电极与导电纸的相对位置不能再改变．故B正确．
C、等量异种电荷等势线的形状与两个点电荷的电荷量无关，若把电源电压提高到原来的2倍，则描绘得到的等势线形状与原来是相同的．故C错误．
D、将等势点连起来，可描绘出电场的等势线．故D错误．
故选AB
（2）根据题意，当正接线柱的电势高于负接线柱时，电压传感器的读数为正，则当电压传感器的读数为负时，可以知道a点的电势低于b的电势，则知电极A接在电源的负极．
（3）根据等量异种电荷电场线的分布情况得知，a、b间场强大于b、c间场强，根据U=Ed分析得知，a、b间的电势差大于b、c间的电势差．故有|U₁|＞|U₂|
故答案为：（1）AB；（2）负；（3）＞．
点评：本题采用实验模拟法，用恒定电流场模拟静电场，两个电极模拟两个点电荷．要抓住电压传感器读数正负与电势高低的关系，分析电势的关系．