Question

用描跡法畫出電場中一個平面上等勢線的原理是：利用導電紙中的恒定電流場模擬真空中的等量異種電荷的靜電場．所用器材為一個低壓直流電源、開關、圓柱形金屬電極兩個、一塊平板、一張導電紙、一張復寫紙、一張白紙、圖釘兩個、一個DIS電壓傳感器及配套器材．
（1）實驗裝置如圖所示，如果以A、B兩個電極的連線為x軸，以A、B連線的中垂線為y軸，每相隔一定電壓就畫一條等勢線，那么這些等勢線在空間的分布情況是

 

A．關于x軸對稱
B．關于y軸對稱
C．等勢線之間的距離相等，間隔均勻
D．距電極越近等勢線越密
（2）若把電源電壓提高到原來的2倍，則描繪得到的等勢線形狀與原來

 

（填“相同”或“不同”）
（3）若將電壓傳感器的兩個探針放在P、Q兩點測得的電壓為U，再將兩個探針放在P、M兩點時測得的電壓為U′，則U

 

U′（填“＞”、“＜”、或“=”）

Answer 1

分析：（1）本實驗利用恒定電流場模擬等量異種電荷的靜電場，抓住對稱性分析和等勢線的分布情況進行選擇；
（2）把電源電壓提高，不改變等勢線的分布情況；
（3）根據順著電場線方向電勢降低和公式U=Ed分析U與U′的關系．

解答：解：（1）A、等量異種電荷的靜電場具有對稱性，根據等勢的分布情況可知這些等勢線在空間的分布情況是：關于x軸和y軸是對稱的，故A、B正確．
C、等量異種電荷的靜電場是非勻強電場，等勢線之間的距離不相等，間隔也不均勻．故C錯誤．
D、距電極越近，電場強度越大，等勢線越密．
故選ABD
（2）等量異種電荷等勢線的形狀與兩個點電荷的電荷量無關，若把電源電壓提高到原來的2倍，則描繪得到的等勢線形狀與原來是相同的．
（3）由圖知，B點的電勢高于A點的電勢，電場線的方向從B到A，而且順著電場線電勢逐漸降低，所以U＜U′．
故答案為：（1）ABD　（2）相同�。�3）＜

點評：本題采用實驗模擬法，用恒定電流場模擬靜電場，兩個電極模擬兩個點電荷．要抓住對稱性掌握等勢線的分布特點．