用恒定电流场测量等势线

实验目的

用模拟法描绘等势线，了解等势线与电场线的关系。

实验原理

恒定电流场与静电场的分布规律相似，可用前者模拟后者。两探针接灵敏电流计，若两点电势相等，电流计示数为零。把这些等电势的点连成线即为等势线。电场线总与等势线垂直，并由电势高处指向电势低处。

实验器材

• 木板、白纸、复写纸、导电纸
• 两个圆柱形电极
• 低压直流电源
• 灵敏电流计
• 两个探针
• 开关、导线
• 图钉

实验步骤

1. 在木板上依次铺白纸、复写纸、导电纸，导电面朝上，并固定好。
2. 固定两个电极，连接电源、开关，电极与导电纸接触良好。
3. 把一个探针放在基准点，另一个在导电纸上移动，找到电流计示数为零的点。
4. 在每个等势点上用探针压印，在白纸上留下点迹。
5. 每条等势线至少找出五个点，换基准点再找几条。
6. 取下白纸，用平滑曲线连点成等势线，并画出电场线方向。

实验现象与结论

探针找出的等势点连成一族光滑曲线，即等势线。两电极之间的等势线在中垂线附近近似为直线，靠近电极处等势线密集、近似为圆。电场线与等势线处处垂直，由高电势指向低电势。

注意事项

• 导电纸导电面必须朝上。
• 电流计先用大量程，再逐步减小。
• 探针轻触纸面，防止划破导电纸。

常见问题

为什么电流计示数为零就说明两点等势？

两探针间无电势差，就没有电流通过电流计，所以示数为零表示这两点电势相等。

导电纸的导电面为什么要朝上？

只有导电面与电极和探针接触，才能形成电流场并测得电势，朝下无法正常测量。