描绘电场等势面的创新设计，本文主要内容关键词为：等势面论文,电场论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
本实验采用导电溶液中的电流场来模拟静电场，用投影式检流计寻找等势点，用光学投影仪将实景投影在白板上，用磁吸子指示等势点的位置直接描绘等势面。直观性强，特别适合课堂演示教学。
一、实验器材
光学投影仪、透明方形塑料水槽、投影式检流计、学生电源、食盐、铜片、旧砝码、导线、磁吸子（不同色）、磁性白板等。
二、实验原理与装置
（1）在食盐溶液内放入不同形状的电极，使其通电后形成的电流场可以模拟静电场。
①图1a中圆心处电极为正极，圆环状导体为负极，电流由圆心流向圆环，可模拟正点电荷的电场。同理，圆心处电极为负极，圆环状导体为正极，可以模拟负点电荷电场。
②图1b中两柱状电极A、B电流由A流向B，可模拟两等量异种电荷的电场。
③图1c中两平行正对的极板为电极，电流A流向B，可模拟匀强电场。
（2）投影式检流计相连的两探针，在导电溶液中的两不同位置点，流过的电流为零时两位置点电势相等。可以将检流计表盘指针位置用光学投影仪直接投影在白板上。（见图2）
三、装置示意图（见图3）
①用铜片制作一个直径为18cm的圆环并且焊接上导线。
②在透明发波水槽底的背部，画上图示标识线。如：
③配置适量的百分比浓度为2%～5%的食盐溶液。
四、实验步骤
演示一：点电荷电场的等势面
①将经简易制作后的透明发波水槽放在投影仪上。在水槽内加入约1～2cm深的食盐溶液，水槽中放入用铜片制作的圆环，圆心处放入旧砝码。以圆环和砝码为电极，接上直流电源（电压为6～8V）。如图1a连接电路。
②打开并调节投影仪，使黑板上的投影画面为最清晰时，让学生将磁吸子放在圆心电极的投影位置，表示点电荷的位置。
③将灵敏电流计相连探针1置于某一基准点处，另一探针2在液面上移动，直到灵敏电流计示数为0。
④在黑板上用磁吸子记下探针1、探针2的投影位置。
⑤保持探针1的位置不变，移动探针2找到其他等势点的位置，并在白板上用磁吸子记下各投影点的位置。
⑥改变探针1的基准点位置。重复步骤②至⑤。
⑦在同一圆周上的磁吸子组成的图样即为等势面。如图4所示。
演示二：两等量异种电荷
①将经简易制作后的方形透明塑料水槽放在投影仪上，在槽内注入1～2cm深的食盐溶液，在A、B两处放置旧砝码为电极。按图1b连接电路。
②打开并调节投影仪，使黑板上的投影画面到最清晰时，在黑板上用磁吸子标识电极的投影位置，表示两等量异种点电荷位置。
③重复演示一中步骤③至⑦，在白板上可得到等量异种电荷电场的等势面。
演示三：匀强电场等势面
将演示二中两电极位置处放上两平行正对导体板电极，重复演示二的各步骤即可得到匀强电场的等势面。
五、实验总结
本实验构思新颖，设备简单，用材易得，无毒环保，操作简易，生动形象，无安全隐患。若采用20cm×20cm的导电玻璃取代导电溶液，会使实验操作更简单方便。
本实验设计在课堂教学应用时，让一位学生操作探针，另一位学生在白板上布放磁吸子，其他学生观察投影检流计指针偏转情况，使每一位学生都参与到实验中来，充分调动学生实验探究的积极性，克服了演示实验由教师唱“独角戏”的现象。将以学生为主体的新课程理念落实到教学实践中来。