Question

完成下面兩個實驗：

（ 1 ）小剛同學受教材實驗的啟發，用電流場模擬“點～板”靜電場描繪電場等勢線．圖示為小剛同學的實驗設計圖．
①應選用的電源是

B

（用字母表示）．
A．6V的交流電源
B．12V的直流電源
C．110V的直流電源
②在軸線上取a、b、c三個點為基點，當紅表筆接a點黑表筆
接b點時，靈敏電流表G的指針向右偏，當黑表筆接d紅表筆
接b點時（已知db垂直于軸線），靈敏電流表的指針

向右偏

（填“向右偏”、“向左偏”或“不偏”）
③圖中粗黑虛線是靠近B板附近一條平行于B板的直線，是否是等勢線？答：

是

（2）圖示是測定半圓形玻璃磚折射率的實驗，
圖中O點為半圓形玻璃磚的圓心．實驗中，
在P₁和O兩處各釘一顆大頭針，觀察發現，
在P₂釘一顆大頭針恰能遮擋住P₁處大頭針
的像和O處的大頭針．
①請在圖中完成光路圖
②若P₁0連線與MN的夾角為α，P₂0連線與MN的夾角為β，則玻璃磚的折射率的表達式為n=

cosβ

cosα

③將光路圖作好后，又將玻璃磚放回原位置，順著P₂0方向看去，可以清楚地看到P₁0的玻璃磚外部分和P₂0，看到的情形應該是

D

A．側移后的平行線     B．相互垂直     C．延長線相交但不垂直   D．成一直線
④某同學在實驗過程中，開始時無法確定恰能遮擋住P₁處大頭針的像和O處大頭針的P₂位置，后來改變P₁位置，實驗成功，請判斷該同學改變P₁位置是將P₁0連線與MN的夾角為α增大還是減��？答：

增大

．

Answer 1

分析：（1）①本實驗利用恒定電流場模擬靜電場，可知需要用的電源是12V直流電源．②根據電場線的方向判斷電勢高低，結合題中條件確定靈敏電流表的指針偏轉方向．③根據等勢線與電場線垂直，分析黑虛線上各點電勢關系．
（2）①連接P₁和O表示入射光線，O和P₂表示出射光線，作出光路圖．②入射角和折射角是光線與法線的夾角，由幾何知識定出入射角和折射角，根據折射定律得到玻璃磚的折射率的表達式．③看到P₁0的玻璃磚外部分和P₂0，應在一直線上．③開始時無法確定恰能遮擋住P₁處大頭針的像和O處大頭針的P₂位置，后來改變P₁位置，實驗成功說明入射角較大，應減小入射角．

解答：解：（1）①本實驗的原理是利用恒定電流場模擬靜電場，所以12V的直流電源．故B正確．②根據等勢線與電場線垂直可知，d點的電勢低于b點的電勢，當黑表筆接d紅表筆接b點時，由題：當紅表筆接a點黑表筆接b點時，靈敏電流表G的指針向右偏，a點的電勢比b點電勢高，則得靈敏電流表的指針向右偏．③金屬板表面是一等勢面，則知靠近B板附近一條平行于B板的直線是等勢線．
（2））①連接P₁和O表示入射光線，O和P₂表示出射光線，作出光路圖如圖．②由題，P₁0連線與MN的夾角為α，P₂0連線與MN的夾角為β，則入射角為i=90°-α，折射角r=90°-β，根據折射定律得n=

sinr

sini

=

cosβ

cosα

．③P₁0的玻璃磚外部分在入射光線上，則看到的情形應該是P₁0的玻璃磚外部分和P₂0成一直線．故D正確．
③開始時無法確定恰能遮擋住P₁處大頭針的像和O處大頭針的P₂位置，后來改變P₁位置，實驗成功說明入射角較大，應減小入射角，增大α．
故答案為：
（1）①B
②向右偏
③是 
（2）①作光路圖

②

cosβ

cosα

③D 
④增大

點評：本題是實驗題，理解和掌握實驗原理是核心．對于幾何光學，要掌握折射定律．