Question

10．在“用描跡法畫出電場中平面上的等勢線”實驗中，用在導(dǎo)電紙上形成的電流場模擬靜電場，描繪一個平面上的等勢線．吳利同學(xué)想模擬帶負電的點電荷附近電場在一個平面上的等勢線，他在木板上依次鋪上白紙、復(fù)寫紙、導(dǎo)電紙，并用圖釘固定，然后在導(dǎo)電線中央固定一個小圓柱形電極A，如圖甲所示．
①還需要一個什么形狀的電極？答：圓環(huán)形電極．在圖甲中畫出示意圖，并完成電路連接．
②通電后，要描繪出過C點的等勢線，還需要的儀器是靈敏檢流計，操作步驟是將靈敏電流計的一個探針與C點接觸，另一個探針在導(dǎo)電紙上試觸，觸到某點時如果電流計的指針不偏轉(zhuǎn)，該點電勢與C點電勢相等，則把這點記錄下來，用同樣的方法找到若干個與C點等勢的點，再把所有記錄下來的等勢點連成一條平滑的曲線，即為C點的等勢線．
③描繪出的等勢線應(yīng)是正圓形，而實驗中實際得到的圖樣卻出現(xiàn)明顯變形，如圖乙所示．右邊明顯偏離圓形而外凸起，其原因可能是導(dǎo)電紙各處的電阻率不均勻，右邊部分的電阻率比其他部分大，或圓形電極不規(guī)則，右邊部分半徑大．（寫出一個即可）

Answer 1

分析 ①直接測量靜電場中電勢比較困難，本實驗的原理是抓住靜電場與恒定電流場相似性，用恒定電流場模擬靜電場，兩個電極模擬正負點電荷，應(yīng)選用一個圓環(huán)形電極；
②通電后，要描繪出過C點的等勢線，還需要的儀器是靈敏檢流計；
③描出的等勢線變形，可能是導(dǎo)電物質(zhì)不均勻，電阻率不均勻造成的．

解答 解：①本實驗利用恒定電流場模擬負點電荷的靜電場，A電極模擬點電荷，應(yīng)選用一個圓環(huán)形電極，使得電流場成會聚形，與電場線分布相似；電路連接如圖．

②通電后，要描繪出過C點的等勢線，還需要的儀器是靈敏檢流計．
操作步驟是：將靈敏電流計的一個探針與C點接觸，另一個探針在導(dǎo)電紙上試觸，觸到某點時如果電流計的指針不偏轉(zhuǎn)，該點電勢與C點電勢相等，則把這點記錄下來，用同樣的方法找到若干個與C點等勢的點，再把所有記錄下來的等勢點連成一條平滑的曲線，即為C點的等勢線．
③導(dǎo)電紙各處的電阻率不均勻，右邊部分的電阻率比其他部分大，或圓形電極不規(guī)則，右邊部分半徑大．
故答案為：
①圓環(huán)形電極；如圖．
②靈敏檢流計．
③導(dǎo)電紙各處的電阻率不均勻，右邊部分的電阻率比其他部分大，或圓形電極不規(guī)則，右邊部分半徑大．

點評 本題的解題關(guān)鍵是懂得實驗原理，掌握尋找等勢點的方法．本實驗是用恒定電流場來模擬靜電場，用靈敏電流計尋找等勢點，作出等勢線．