Question

在“用DIS描繪電場的等勢線”實驗中，按圖所示連接電路．在電極A、B的連線上等距離地取a、b、c、d、e 等5個基準點．將電壓傳感器的兩個接線柱分別和兩個探針相連接．當正接線柱的電勢高于負接線柱時，讀數為正．
（1）（多選題）．對于該實驗的認識與判斷，下列說法中正確的是______
（A）實驗是用恒定的電流場模擬靜電場
（B）在實驗過程中電極與導電紙的相對位置不能再改變
（C）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不同
（D）本實驗無法畫出相應的電場線
（2）若在圖中連接電壓傳感器正接線柱的探針接觸a點，連接負接線柱的探針接觸b點時，讀數為負，則可以判斷電極A接在電源的______極上（選填“正”或“負”）．
（3）若連接電壓傳感器的正負兩個接線柱的探針分別接觸a點和b點時示數為U₁；分別接觸b點和c點時示數為U₂，則有|U₁|______|U₂|（選填“＞”、“＜”或“=”）．

Answer 1

【答案】分析：（1）本實驗利用恒定電流場模擬靜電場，電極相當于點電荷，電極與導電紙的位置不能改變．等勢線的形狀與電源的電壓無關．將等勢點連起來，可描繪出電場的等勢線．
（2）根據題意，當正接線柱的電勢高于負接線柱時，電壓傳感器的讀數為正，分析讀數為負時，電極A接在電源的哪一極上．
（3）a、b間場強大于b、c間場強，根據U=Ed分析|U₁|與|U₂|間的大小關系．
解答：解：（1）A、本實驗的原理是利用恒定電流場模擬靜電場．故A正確．
B、根據等量異種電荷等勢線分布情況可知，等勢線的分布情況與電荷的有關，本實驗中兩個電極相當于兩個點電荷，所以在實驗過程中電極與導電紙的相對位置不能再改變．故B正確．
C、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．故C錯誤．
D、將等勢點連起來，可描繪出電場的等勢線．故D錯誤．
故選AB
（2）根據題意，當正接線柱的電勢高于負接線柱時，電壓傳感器的讀數為正，則當電壓傳感器的讀數為負時，可以知道a點的電勢低于b的電勢，則知電極A接在電源的負極．
（3）根據等量異種電荷電場線的分布情況得知，a、b間場強大于b、c間場強，根據U=Ed分析得知，a、b間的電勢差大于b、c間的電勢差．故有|U₁|＞|U₂|
故答案為：（1）AB；（2）負；（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．要抓住電壓傳感器讀數正負與電勢高低的關系，分析電勢的關系．