西南大学：《大学物理》课程教学资源（实验指导）电场中等势面的描绘实验

一、实验简介使用电流场模拟静电场，用描迹法画出电场同一平面上的等势线，并画出相应的电场线。二、实验原理本实验是用导电纸上形成的稳恒电流来模拟静电场，当两探针与导电纸上电势相等的两点接触时，与探针相连的灵敏电流计中通过的电流为零，指针不偏转.从而可根据指针不偏转时探针的压点确定等势点，并依据等势点描绘等势线.三、实验内容1：将白纸、复写纸、导电纸依次铺放在平整的木板上，导电纸有导电物质的一面要向上。用图钉把三层纸固定在木板上。2.把两个圆柱形电极平放在导电纸上并通过电键分别与电源的正负极相连。两电极之间的距离约为10cm。3.在导电纸上画出两个电极的连线，在两个电极的连线上选取间距大致相等的5个基准点，并用探针把他们的位置复印在白纸上。4：将灵敏电流计的两个接线柱与两个探针相接。5.将电键闭合。6．将一个探针接触某个基准点不动，另一探针缓慢地反复移动，当灵敏电流计示数为零时，说明这个点跟基准点的电势相等，用探针把这个点的位置复印在白纸上。用上述方法，在该基准点两侧各探测出5个基准点。7.用同样方法，探测出另外4个基准点的等势点。8.断开电源，取下白纸，根据5个基准点的等势点画出5条平滑的曲线，他们就是5条等势线。9.根据这些等势线在白纸上画出该电场电场线，并与课本中图线相比较。四、实验仪器白纸，导电纸，复写纸，圆柱电极，灵敏电流计，电源，直尺五、实验指导

一、实验简介 使用电流场模拟静电场，用描迹法画出电场同一平面上的等势 线，并画出相应的电场线。 二、实验原理 本实验是用导电纸上形成的稳恒电流来模拟静电场,当两探针与导电纸 上电势相等的两点接触时,与探针相连的灵敏电流计中通过的电流为零,指针不 偏转.从而可根据指针不偏转时探针的压点确定等势点,并依据等势点描绘等势 线. 三、实验内容 1．将白纸、复写纸、导电纸依次铺放在平整的木板上，导电纸有导电物质的一 面要向上。用图钉把三层纸固定在木板上。 2．把两个圆柱形电极平放在导电纸上并通过电键分别与电源的正负极相连。两 电极之间的距离约为 10cm。 3．在导电纸上画出两个电极的连线，在两个电极的连线上选取间距大致相等的 5 个基准点，并用探针把他们的位置复印在白纸上。 4．将灵敏电流计的两个接线柱与两个探针相接。 5．将电键闭合。 6．将一个探针接触某个基准点不动，另一探针缓慢地反复移动，当灵敏电流计 示数为零时，说明这个点跟基准点的电势相等，用探针把这个点的位置复印 在白纸上。用上述方法，在该基准点两侧各探测出 5 个基准点。 7．用同样方法，探测出另外 4 个基准点的等势点。 8．断开电源，取下白纸，根据 5 个基准点的等势点画出 5 条平滑的曲线，他 们 就是 5 条等势线。 9．根据这些等势线在白纸上画出该电场电场线，并与课本中图线相比较。 四、实验仪器 白纸，导电纸，复写纸，圆柱电极，灵敏电流计，电源，直尺 五、实验指导

本实验使用电流场模拟静电场，用描迹法画出电场同一平面上的等势线并画出相应的电场线。具体操作步骤如下：【开始画面】电场中等势线的描绘图18—1进入实验首先是此界面，在界面上任何位置右击鼠标，便会出现图2所示弹出式菜单。点击相应的菜单项，即可进入相应界面。实验原理（)预思考题（W)实验内容（)课后思考题（(Y)退出实验（2)图18—2【实验原理界面】点击图2中的实验原理菜单项，进入图3所示界面，右下角有“关闭”按钮供关闭此子窗口

本实验使用电流场模拟静电场，用描迹法画出电场同一平面上的等势线, 并画出相应的电场线。具体操作步骤如下： 【开始画面】 图 18－1 进入实验首先是此界面，在界面上任何位置右击鼠标，便会出现图 2 所示弹出式菜单。点击相应的菜单项，即可进入相应界面。 图 18－2 【实验原理界面】 点击图 2 中的实验原理菜单项，进入图 3 所示界面，右下角有“关闭” 按钮供关闭此子窗口

实验原理本实验是用导电纸上形成的稳恒电流来模拟静电场，当两探针与导电纸上电势相等的两点接触时，与探针相连的灵敏电流计中通过的电流为零，指针不偏转。从而可根据指针不偏转时探针的压点确定等势点，并依据等势点描绘出等势线。图18-3【预习思考以及课后练习界面】同样点击图2中相应菜单项，即可进入图4所示“思考题”界面，其中列出了题目与选项。箭头形状按钮用于跳换到上一题、下一题，问号按钮用于显示正确答案，点击后正确答案即显示在图中点击最后一个按钮即可退出“思考题”界面

图 18－3 【预习思考以及课后练习界面】 同样点击图 2 中相应菜单项，即可进入图 4 所示“思考题”界面， 其中列出了题目与选项。箭头形状按钮用于跳换到上一题、下一题，问号按钮用 于显示正确答案，点击后正确答案即显示在图中点击最后一个按钮即可退出“思 考题”界面

预习思考题1.在用稳恒电流场模拟静电场描绘电场等势线的实验中，下列所给出的器材应该选用的是：(A)6V的交流电源（（B)6V的直流电源（C)100V的直流电源D)量程0-0.5V，零刻度在刻度盘中央的电压表(E）量程0-300uA，零刻度在刻度盘中央的电流表O2图18-4【实验步骤界面】点击图2菜单“实验内容”子菜单中“实验步骤”菜单项，即进入实验步骤界面。界面与实验原理界面类似，只是下面多了箭头形状的翻页按钮。【开始实验】点击“实验内容”子菜单中“开始实验”菜单项，进入实验界面，在这个界面中将完成大部分实验操作。如图5所示，首先依次将三种纸张铺放在木板上，正确顺序是白纸->复写纸->导电纸。在右侧的纸张上点击鼠标左键并拖动到木板上释放完成一次操作。点击重试按钮可重新操作。纸张铺放顺序正确后可进行下一步操作

图 18－4 【实验步骤界面】 点击图 2 菜单“实验内容”子菜单中“实验步骤”菜单项，即进入实 验步骤界面。界面与实验原理界面类似，只是下面多了箭头形状的翻页按钮。 【开始实验】 点击“实验内容”子菜单中“开始实验”菜单项，进入实验界面，在这 个界面中将完成大部分实验操作。如图 5 所示，首先依次将三种纸张铺放在木 板上，正确顺序是白纸->复写纸->导电纸。在右侧的纸张上点击鼠标左键并拖动 到木板上释放完成一次操作。点击重试按钮可重新操作。纸张铺放顺序正确后可 进行下一步操作

按顺序拖动三种纸张到木板土上图18—5在此项操作中需要在两个电极的连线上选取间隔大致相等的五个基准点，把它们的位置标定下来，如图6所示

图 18－5 在此项操作中需要在两个电极的连线上选取间隔大致相等的五个基准 点，把它们的位置标定下来，如图 6 所示

180101112125h利用标尺在两电极间标出五个间距大致相等的基准点图18-6

图 18－6

I出用鼠标左键点击探针来选取探针：图18—7如图7所示，此时实验电路和器材已处于连接好的状态，点击探针可以将探针拿起，移动鼠标时探针随之移动。在铺有导电纸的区域按下鼠标左键相当于将探针接触导电纸。点击鼠标右键则固定当前的探针，并在纸上做出记号。如果暂时不用某个探针，将探针放回电表下方即可。进行实验时，如图8所示，将一个探针固定在基准点，选取另一探针，在导电纸上按下鼠标左键并移动，观察电流表的偏向。当电流表读数为零时，说明两点电势相同，可以标记该点

图 18－7 如图 7 所示，此时实验电路和器材已处于连接好的状态，点击探针可 以将探针拿起，移动鼠标时探针随之移动。在铺有导电纸的区域按下鼠标左键相 当于将探针接触导电纸。点击鼠标右键则固定当前的探针，并在纸上做出记号。 如果暂时不用某个探针，将探针放回电表下方即可。进行实验时，如图 8 所示， 将一个探针固定在基准点，选取另一探针，在导电纸上按下鼠标左键并移动，观 察电流表的偏向。当电流表读数为零时，说明两点电势相同，可以标记该点

比按住鼠标左键使针接触导电纸，点击鼠标右键固定探针并做出标记图18-8当标注的等势点不理想，需要重新标注时，可以点击右下方的“清除”按钮，当前的标注点会被清除掉。实验结束时，点击“退出”按钮退出实验界面。【结束实验】点击图2所示菜单中“结束试验”菜单项即可结束实验。【警告窗口】在实验进行的同时，有些操作会导致警告窗口的弹出，这是对用户实验的指导和对数据的保护所用，遇到时，按照窗口中文字内容正确操作即可，在此不再详述。【本实验特点】本实验操作环境真实，仿真效果较好，能真正让用户进行近乎现实中的操作感受。例如探针移动时的实时电势差显示，能够使学生在电脑上体会真实实验的效果

图 18－8 当标注的等势点不理想，需要重新标注时，可以点击右下方的“清除”按钮，当 前的标注点会被清除掉。实验结束时，点击“退出”按钮退出实验界面。 【结束实验】 点击图 2 所示菜单中“结束试验”菜单项即可结束实验。 【警告窗口】 在实验进行的同时，有些操作会导致警告窗口的弹出，这是对用户实验 的指导和对数据的保护所用，遇到时，按照窗口中文字内容正确操作即可，在此 不再详述。 【本实验特点】 本实验操作环境真实，仿真效果较好，能真正让用户进行近乎现实中的 操作感受。例如探针移动时的实时电势差显示，能够使学生在电脑上体会真实实 验的效果