电场中等势线描绘的实验方法

【目的和要求】

　　学习用恒定电流场模拟静电场描绘等势线的方法，熟悉等量异种电荷电场中等势线的分布情况。

【仪器和器材】

　　学生电源（J1202型或J1202－1型）或干电池4节，检流计（J0409型或J0409－1型），等势线描绘实验器（J2315型）。没有等势线描绘实验器，也可用圆柱形电极2个，导电纸、复写纸、白纸各一张，一对探针以及木板一块来代替。

【实验方法】

　　1．将导电纸有导电物质的一面向上，下面依次垫复写纸和白纸（或坐标纸），并用图钉固定在光滑木板上，注意使导电纸在整个实验过程中不要移动。将圆柱形电极放在导电纸上，并使两个电极相距10厘米。将电极与电源的6伏稳压输出相连。如图4．2－1所示。

　　2．电势基准点的确定。

　　电势的基准点可以用两种方法确定：其一，将两电极连线进行六等分，除电极以外的五个等分点即作为电势的基准点（现在中学中一般都采用这种方法）。其二，用内阻在200千欧以上的电压表，将其一端接于电极A上，另一端通过探针C探测场中的电位值，如图4．2－2示。在AB连线上移动探针的位置，在电压表读数为1伏时，用力下压，留下压痕，作为a点，依次类推可得电势差均为1伏的点b、c、d、e。适合于第二种方法的电压表有电子管毫伏表和晶体管毫伏表，或数字式万用表。

　　3．等势线的描绘

　　将探针接在灵敏电流计上，使一个探针固定在a点，另一探针在导电纸上轻轻移动，当找到电流为零的点，即灵敏电流计指针不发生偏转的点，作出标记a₁（用探针在导电纸上用力压一下，通过复写纸在白纸上留下痕迹）如图4．2－ 3所示。继续寻找这样电流为零的点a₂、a₃、a₄……。这些点均和a点有相同的电势。

　　用以上方法，将一个探针依次固定于b、c、d、e点，分别找到与它们电势相等的点。

　　取去导电纸，将白纸上有相同电势的点用光滑曲线连接起来，即可得到五条等势线，如图4．2－4。

　　4．利用电力线与等势线垂直的性质，绘出等量异种电荷的电场中的电力线。