《高考物理 核心要點突破系列 第13章 第十一節(jié)《實驗：用描跡法畫出電場中平面上的等勢線》課件 新人教版選修31》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《高考物理 核心要點突破系列 第13章 第十一節(jié)《實驗：用描跡法畫出電場中平面上的等勢線》課件 新人教版選修31（25頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、第十一節(jié)實驗：用描跡法畫出電場中第十一節(jié)實驗：用描跡法畫出電場中平面上的等勢線平面上的等勢線目標概覽目標概覽學習目標：學習目標：1.知道本實驗的實驗原理及所需器知道本實驗的實驗原理及所需器材，了解實驗注意事項材，了解實驗注意事項2學會正確探測等電勢點的方法，掌握實驗學會正確探測等電勢點的方法，掌握實驗操作過程操作過程3通過利用靈敏電流計探測等勢點，培養(yǎng)學通過利用靈敏電流計探測等勢點，培養(yǎng)學生實驗操作能力；通過設計其他電場的模擬生實驗操作能力；通過設計其他電場的模擬問題，培養(yǎng)知識遷移能力問題，培養(yǎng)知識遷移能力重點難點：重點難點：1.重點：了解用恒定電流場模擬靜重點：了解用恒定電流場模擬靜電場的原
2、理；學會探測等勢點的方法電場的原理；學會探測等勢點的方法2難點：利用靈敏電流計探測等勢點的方法難點：利用靈敏電流計探測等勢點的方法.學法指導：學法指導：1.掌握畫等勢線的意義掌握畫等勢線的意義得電場得電場線的分布，進而了解空間電場的情況線的分布，進而了解空間電場的情況2知道電流場比作靜電場的原因，并體會這知道電流場比作靜電場的原因，并體會這一基本思想一基本思想核心要點突破核心要點突破課堂互動講練課堂互動講練隨堂達標自測隨堂達標自測第十一節(jié)實驗：用描跡法第十一節(jié)實驗：用描跡法畫出電場中平面上的等勢線畫出電場中平面上的等勢線基礎知識梳理基礎知識梳理基礎知識梳理基礎知識梳理一、實驗目的一、實驗目的用
3、描跡法畫出電場中一個平面上的等勢線用描跡法畫出電場中一個平面上的等勢線.二、實驗原理二、實驗原理用平面導電紙上的恒定電流用平面導電紙上的恒定電流場模擬真空中的等量異種電場模擬真空中的等量異種電荷的靜電場，當在場中與導荷的靜電場，當在場中與導電紙接觸的兩探針尖端的電電紙接觸的兩探針尖端的電勢差為零時，與探針相連的電流表中電流為零勢差為零時，與探針相連的電流表中電流為零,圖圖13111從而可以通過探針找出電流場中的等勢點，并從而可以通過探針找出電流場中的等勢點，并依據(jù)等勢點描出等勢線依據(jù)等勢點描出等勢線(裝置如圖裝置如圖13111所所示示)三、實驗器材三、實驗器材學生用低壓直流電源或電池組學生用低
4、壓直流電源或電池組(約約6 V)，靈敏電，靈敏電流表，開關，導電紙，復寫紙，白紙，圓柱形流表，開關，導電紙，復寫紙，白紙，圓柱形金屬電極兩個，探針兩支，圖釘，導線若干，金屬電極兩個，探針兩支，圖釘，導線若干，木板木板四、實驗步驟四、實驗步驟1安裝器材安裝器材(1)在平整的塑料板上由下而上依次使白紙、復在平整的塑料板上由下而上依次使白紙、復寫紙、導電紙寫紙、導電紙(將導電面朝上將導電面朝上)穿過螺桿鋪放，將穿過螺桿鋪放，將兩個圓柱形銅電極兩個圓柱形銅電極A、B分別套在螺桿上，并用分別套在螺桿上，并用螺母擰緊螺母擰緊(2)兩個圓柱形銅電極兩個圓柱形銅電極A、B相距為相距為10 cm，將電極，將電極
5、A、B分別與分別與6 V的直流電源的正、負極相連接，的直流電源的正、負極相連接，如圖如圖13112所示所示(3)將兩個探針分別接到將兩個探針分別接到電流計的電流計的“”“”“”接線柱上接線柱上2選基準點選基準點在導電紙上畫兩個電極的連線在導電紙上畫兩個電極的連線AB，在連線上，在連線上取大致相等的五個點作基準點，并用探針把取大致相等的五個點作基準點，并用探針把它的位置復印在白紙上它的位置復印在白紙上圖圖131123探測等勢點探測等勢點(1)接通電源，將左手探針跟接通電源，將左手探針跟A、B連線上某一連線上某一基準點相接觸，然后在導電紙平面基準點相接觸，然后在導電紙平面AB連線旁連線旁距基準點距
6、基準點1 cm處輕輕移動右手探針，直到使處輕輕移動右手探針，直到使電流計指針不再發(fā)生偏轉，用探針把這一點電流計指針不再發(fā)生偏轉，用探針把這一點位置復印在白紙上位置復印在白紙上 (2)按上一步驟的方法在這個基準點兩側逐步按上一步驟的方法在這個基準點兩側逐步由近及遠地探測得到由近及遠地探測得到48個等勢點個等勢點(3)按同樣方法，找出其余四個基準點的按同樣方法，找出其余四個基準點的48個個等勢點等勢點4畫等勢線畫等勢線斷開電源，取出白紙，根據(jù)五個斷開電源，取出白紙，根據(jù)五個基準點的等勢點畫出五條平滑的基準點的等勢點畫出五條平滑的曲線，如圖曲線，如圖13113所示所示.圖圖13113核心要點突破核心
7、要點突破一、注意事項一、注意事項1靈敏電流計宜選零刻度在中央的一種，電靈敏電流計宜選零刻度在中央的一種，電源必須是直流電源，最好是穩(wěn)恒電源電壓宜源必須是直流電源，最好是穩(wěn)恒電源電壓宜選選6 V左右，不宜太小左右，不宜太小2在木板上鋪紙的先后在木板上鋪紙的先后(下上下上)順序是白紙、復順序是白紙、復寫紙、導電紙，并且導電紙有導電物質(zhì)的一面寫紙、導電紙，并且導電紙有導電物質(zhì)的一面(黑色黑色)朝上，且兩個電極和幾層紙的相對位置朝上，且兩個電極和幾層紙的相對位置不變不變3電極與導電紙的接觸應該良好，否則會影電極與導電紙的接觸應該良好，否則會影響實驗正常進行響實驗正常進行4在探測與某一基準點電勢相等的其
8、他各點在探測與某一基準點電勢相等的其他各點時，與該基準點相接觸的探針要固定不動時，與該基準點相接觸的探針要固定不動5尋找等勢點時，應從基準點附近由近及遠尋找等勢點時，應從基準點附近由近及遠地逐漸推移，不可以大跨度地移動，以免電勢地逐漸推移，不可以大跨度地移動，以免電勢差過大，出現(xiàn)電流表過載現(xiàn)象差過大，出現(xiàn)電流表過載現(xiàn)象6絕不允許將兩探針分別同時觸到電極，以絕不允許將兩探針分別同時觸到電極，以防燒壞電流表防燒壞電流表7鑒于導電紙邊緣處的等勢線會變形，探測鑒于導電紙邊緣處的等勢線會變形，探測等勢點不要靠近導電紙的邊緣等勢點不要靠近導電紙的邊緣8導電紙上的導電物質(zhì)很薄，尋找等勢點時導電紙上的導電物質(zhì)
9、很薄，尋找等勢點時,應避免探針在導電紙上反復劃動，用點接觸應避免探針在導電紙上反復劃動，用點接觸法，且保證良好接觸法，且保證良好接觸9描繪的等勢線必須是平滑曲線，不應畫成描繪的等勢線必須是平滑曲線，不應畫成折線折線二、誤差分析二、誤差分析1所使用的電流表的精度是本實驗產(chǎn)生誤差所使用的電流表的精度是本實驗產(chǎn)生誤差的主要因素之一，因此，要盡可能使用精度的主要因素之一，因此，要盡可能使用精度較高的電流表較高的電流表2電極與導電紙是否接觸良好也是本實驗產(chǎn)電極與導電紙是否接觸良好也是本實驗產(chǎn)生誤差的主要因素之一，對此，安裝電極時生誤差的主要因素之一，對此，安裝電極時要加以注意，可以在木板上墊要加以注意，
10、可以在木板上墊35張白紙張白紙3導電紙是否符合要求也是本實驗產(chǎn)生誤差導電紙是否符合要求也是本實驗產(chǎn)生誤差的主要因素之一，導電紙的電阻率應選大于的主要因素之一，導電紙的電阻率應選大于金屬電極的電阻率才能使電極本身成為等勢金屬電極的電阻率才能使電極本身成為等勢體；導電涂層要均勻，紙上導電性才能一致，體；導電涂層要均勻，紙上導電性才能一致，否則會使測繪出的等勢線產(chǎn)生畸變否則會使測繪出的等勢線產(chǎn)生畸變4圓柱形電極的大小也會給本實驗帶來誤差，圓柱形電極的大小也會給本實驗帶來誤差，圓柱形電極應選一樣大的且直徑約為圓柱形電極應選一樣大的且直徑約為1 cm的的. 在用電流場模擬靜電場描繪電場中等勢在用電流場模
11、擬靜電場描繪電場中等勢線的實驗中線的實驗中,在下列所給出的器材中，應該選在下列所給出的器材中，應該選用的是用的是_(用器材前的字母表示用器材前的字母表示)A6 V的交流電流的交流電流B6 V的直流電源的直流電源課堂互動講練課堂互動講練實驗器材的選用及實驗步驟安排實驗器材的選用及實驗步驟安排C100 V的直流電源的直流電源D量程量程00.5 V零刻度在刻度盤中央的電壓表零刻度在刻度盤中央的電壓表E量程量程0300 A零刻度在刻度盤中央的電流零刻度在刻度盤中央的電流表表(1)在實驗過程中，要把復寫紙、導電紙、白紙在實驗過程中，要把復寫紙、導電紙、白紙鋪放在木板上，它們的順序鋪放在木板上，它們的順序
12、(自上而下自上而下)是：是：_、_、_. (2)在實驗中，按下電鍵，接通電路若一個在實驗中，按下電鍵，接通電路若一個探針與基準點探針與基準點O接觸，另一個探針已分別在基接觸，另一個探針已分別在基準點準點O的兩側找到了實驗所需的兩側找到了實驗所需要的兩點要的兩點a和和b，如圖，如圖13114所示，則當探針與所示，則當探針與a點接觸時，點接觸時，電表的指針應電表的指針應_(填填“左左偏偏”、“指零指零”或或“右偏右偏”)圖圖13114【解析】【解析】本題主要考查等勢線描繪的實驗原本題主要考查等勢線描繪的實驗原理因為直接描繪靜電場中的等勢線是很困難理因為直接描繪靜電場中的等勢線是很困難的，但由于靜電
13、場和恒定電流的電場遵循的規(guī)的，但由于靜電場和恒定電流的電場遵循的規(guī)律相似，所以本實驗是用在導電紙上形成的恒律相似，所以本實驗是用在導電紙上形成的恒定電流場模擬靜電場來做的，所以應選定電流場模擬靜電場來做的，所以應選6 V左左右的直流電源另外，本實驗是通過檢測是否右的直流電源另外，本實驗是通過檢測是否有電流來判斷兩點電勢是否相等的，并且電流有電流來判斷兩點電勢是否相等的，并且電流非常微弱，所以選靈敏電流表非常微弱，所以選靈敏電流表.(1)要構成閉合回路，必須把導電紙放在最上要構成閉合回路，必須把導電紙放在最上面，并使它與電源兩極接觸良好另外要把面，并使它與電源兩極接觸良好另外要把探針測得的點復印
14、在白紙上，所以第二層放探針測得的點復印在白紙上，所以第二層放復寫紙，白紙放在最下面復寫紙，白紙放在最下面(2)由于由于a和和b是基準點是基準點O兩側已找到的實驗所需兩側已找到的實驗所需的點，說明的點，說明a和和b與與O點是等電勢的兩點，沒有點是等電勢的兩點，沒有電流通過，所以電流表指針指零電流通過，所以電流表指針指零【答案】【答案】BE(1)導電紙復寫紙白紙導電紙復寫紙白紙(2)指零指零【思維升華】【思維升華】本實驗利用靈敏電流表指針本實驗利用靈敏電流表指針的偏轉情況可以判斷電場中兩點電勢的高低，的偏轉情況可以判斷電場中兩點電勢的高低，根據(jù)兩等勢點間不會產(chǎn)生電流的規(guī)律可知，根據(jù)兩等勢點間不會產(chǎn)
15、生電流的規(guī)律可知，當電流表的指針不偏轉時，跟電流表相連的當電流表的指針不偏轉時，跟電流表相連的探針的兩點電勢相等探針的兩點電勢相等實驗原理的理解與遷移實驗原理的理解與遷移 用電流場模擬靜電場描繪各種電場中等用電流場模擬靜電場描繪各種電場中等勢線，圖勢線，圖13115中哪種情況是能夠實現(xiàn)的中哪種情況是能夠實現(xiàn)的()圖圖13115A圖圖(a)中，圓柱形電極中，圓柱形電極A、B均接電源正極，均接電源正極，用以模擬等量同種電荷的電場用以模擬等量同種電荷的電場B圖圖(b)中，圓柱形電極中，圓柱形電極A接在電源正極，圓接在電源正極，圓環(huán)形電極環(huán)形電極B接電源負極，用來模擬正點電荷的接電源負極，用來模擬正點
16、電荷的電場電場C圖圖(c)，兩平行的長條形電極分別接電源的，兩平行的長條形電極分別接電源的正、負極，用以模擬勻強電場正、負極，用以模擬勻強電場D圖圖(d)，圓柱形電極，圓柱形電極A接電源負極，用來模接電源負極，用來模擬負點電荷的電場擬負點電荷的電場【解析】【解析】由于導電紙上的電流必須從高電勢由于導電紙上的電流必須從高電勢處流向低電勢處，因此處流向低電勢處，因此(a)圖中不能形成電流，圖中不能形成電流，選項選項A錯誤錯誤(b)圖中電極圖中電極A、B之間可以形成之間可以形成電流，且與點電荷的電場分布類似，因此選項電流，且與點電荷的電場分布類似，因此選項B正確正確(c)圖中電極圖中電極A、B之間可以形成電流，之間可以形成電流，且兩極板的中間部分接近于勻強電場的分布，且兩極板的中間部分接近于勻強電場的分布，選項選項C正確在圖正確在圖(d)中只有一個電極無法形成中只有一個電極無法形成電流，故無法模擬負電荷的電場，選項電流，故無法模擬負電荷的電場，選項D錯誤錯誤.【答案】【答案】BC【思維升華】【思維升華】用電流線模擬電場線，不同用電流線模擬電場線，不同電流線上的等勢點的集合就是等勢線若不電流線上的等勢點的集合就是等勢線若不能形成電流也就不能找到等勢點能形成電流也就不能找到等勢點
高考物理 核心要點突破系列 第13章 第十一節(jié)《實驗：用描跡法畫出電場中平面上的等勢線》課件 新人教版選修31
