Question

7．在“用描迹法画出电场中平面上的等势线”的实验中，给出的器材为：木板N、白纸、复写纸、导电纸各一张，电动势为12V内阻不计的电源E，用作电极的金属柱状结点A和圆环状金属圈B各一个（放置在导电纸上并能够与导电纸接触良好），滑线变阻器R，量程为6V内阻很大的直流电压表，开关K一个，如图所示．现在要用这些仪器模拟描绘，独立的点电荷形成的电场中，等势线的分布情况．
①请在现有的图中连线，画出该实验电路的完整原理图．
②本实验中，在木板的上方，三种纸张自下而上的摆放顺序是A
A．白纸、复写纸、导电纸　B．导电纸、白纸、复写纸　C．复写纸、白纸、导电纸
③下面是主要的实验操作步骤，将所缺的内容填写在横线上方．
a．接好实际的实验电路．
b．调整滑动变阻器，使滑动头靠近D（填C或D）．
c．合上电键K，并将探针P和A相接触，调整滑动变阻器，使电压表的读数为5V左右的确定值．
d．用探针压印的方法把A、B的位置标记在白纸上．画一线段连接AB两极，在连线上选取相邻的点间的电势差相等的4个点作为基准点，用探针把它们的位置压印在白纸上．
e．将探针与某一基准点相接触，读出电压表的示数U₁，移动探针，若探针触到某一点时，发现电压表的指针仍在U₁处，用探针把这一点位置也压印在白纸上．用相同的方法找出此基准点的其它若干等势点．
f．重复步骤e，找出其它3个基准点对应的若干等势点．
g．取出白纸画出这4个基准点所各自对应的等势线．
④在理想情况下本实验所画出的等势线形状应该为B．
A．疏密均匀的同心圆
B．疏密不均匀的同心圆
C．疏密均匀的平行线
D．疏密不均匀的平行线．

Answer 1

分析 ①滑线变阻器R总阻值小于两平行电极间导电纸的电阻，变阻器采用分压式接法，便于调节电压．
②在实验过程中，要把复写纸、导电纸、白纸铺放在木板上，它们的顺序（自上而下）应是白纸、复写纸、导电纸．
③开关闭合前，把变阻器的滑动触头输出电压最小的位置．
④等量异种点电荷的等势线是一系列疏密不均匀的同心圆

解答 解：①如图：

②等势线描绘在白纸上，白纸铺在最下面，操作在导电纸上，导电纸放在最上面，则要把复写纸、导电纸、白纸铺放在木板上，它们的顺序自下而上是白纸、复写纸、导电纸，故A正确，BCD错误；
故选：A
③开关闭合前，把变阻器的滑动触头输出电压最小的位置，则把变阻器的滑动触头移到靠近D处；
记下电压表读数，在导电纸上移动探针，找出电压表读数与所记下的数值相同的另一点，电压表的指针仍在U₁处
④等量异种电荷的静电场是非匀强电场，等势线之间的距离不相等，间隔也不均匀，等势线的形状应该是疏密不均匀的同心圆，类似等量异种点电荷的等势面，故B正确；
故选：B
故答案为：①电路如上图所示     ②A        ③D        电压表的指针仍在${U}_{1}^{\;}$处             ④B

点评 本题采用实验模拟法，用恒定电流场模拟静电场，两个电极模拟两个点电荷．要抓住对称性掌握等势线的分布特点．