1、一、實驗目的二、實驗原理三、實驗儀器四、實驗步驟五、實驗問題與討論12一、實驗目的一、實驗目的利用電場形成盤,繪出電場中的等電位線,並由等電位線的情況得出電力線的分布,以檢視電場。3二、實驗原理二、實驗原理1.等電位面(線)等電位面(線)(1)等電位面(線)與電力線垂直,如下圖(a)及圖(b)所示。(2)電荷在等電位面(線)上移動,空間的電場對此電荷不作功。42.電場形成盤電場形成盤(1)電場形成盤的主體為裝水的壓克力盤,在盤中放入兩個圓柱狀正、負電極,電流會分布在水中,此時圓柱狀電極在水中造成的等電位線,與兩個正、負圓電極造成之靜電場的等電位線分布相似。5(2)此裝置利用右圖 的電路,找出等
2、 電位線。圖中兩 個探針 N1 與 N2 與水接觸,若N1、N2 的電位相等,則檢流計 G 的讀 數為零;若 N1、N2 的電位不相同時,則檢流計的讀數不為零,這個實驗是利用這個性質找出等電位線。6三、實驗儀器三、實驗儀器電場形成盤電場形成盤.1 具具圓柱形金屬電極圓柱形金屬電極 .2個個直流電源供應器直流電源供應器(或(或 1.5 伏特乾電伏特乾電池池 1 個)個).1個個方格紙方格紙.2 張張探針與可移動支架探針與可移動支架.2 組組導線導線.若干條若干條檢流計檢流計.1具具純水加入純水加入 56 滴滴 0.1M 的硫酸溶液(或食鹽水)的硫酸溶液(或食鹽水)7四、實驗步驟四、實驗步驟1.將
3、直流電源(或電池)、金屬電極組、固定夾、微安培計等,安裝於電場形成盤,如下頁圖所示的相對位置,並將探針N1、N2分別連接至兩個可移動固定夾座上。892.取一方格紙放在電場形成盤的下方,並在方格紙上標示出兩電極 Q1、Q2 的位置。在電場形成盤中注入水,水位比探針針尖略高即可。3.在盤內注入調配好的稀硫酸溶液或食鹽水,水深以不超過金屬電極的高度為宜。104.將探針 N1 移至盤中某點固定,利用探針 N2 在盤中移動進行探測,並觀察微安培計是否偏轉;若有偏轉,則再移動 N2,直到微安培計不偏轉時,在方格紙上記錄下 N1、N2 的位置。而後 N1保持固定且 繼續移動 N2,可以得到許多 不同的點,將
4、 這些點用筆予 以連接,即得 一條等電位線。115.將探針N1移至另一位置固定,重複步驟14,再找出不同的等電位線。6.在畫有許多等電位線的方格紙上,繪出垂直於各等電位線的電力線。12五、實驗問題與討論五、實驗問題與討論1.電場形成盤內的稀硫酸溶液或食鹽水,可否改成純水?為什麼?答加入稀硫酸溶液或食鹽水,是因為其為電解質,可增加導電性,而純水不導電,故不可以改為純水。132.食鹽水的濃度是否愈高愈好?為什麼答 在水中加入氯化鈉的目的是為了增加導電度,只要達到目的即可,一公升水量約加入5 公克氯化鈉,電解濃度過高的氯化鈉水溶液將產生有毒的氯氣,宜極力避免。3.由等電位線畫電力線時,不同的電力線可以相交嗎?答不同的電力線不能相交。144.等位面與電力線之間有何種關係?等位體與電力線有何關係?答 電力線必與等位面垂直。等位體的內部必無電力線,等位體表面的電力線必垂直於表面。CHAPTER 6