電場中等勢線的描繪如何選擇儀裝

高中新課程標準對學生提出的要求之一就是用探究的思想引導學生認識物理現象，探究現象本質，學習物理規律，從而培養創新意識。而在學習完電場強度和電勢的概念后等勢線的描繪實驗更是體現了這一點。但實驗中的另一個主要目的就是體會實驗原理及儀表的使用原理。而多數學生在本實驗中遇到的問題也在于此。下面，我們通過師生對話的方式將其分析清楚一些。

生：老師，我們在做實驗時選擇的儀表為什么是靈敏電流計呢?電壓表可以嗎?

師：這需要首先弄清本實驗的原理是什么。

生：利用在導電紙上形成的電流場來模擬靜電場。

師：沒錯。我們是借助穩壓直流電源在導電紙這一導體上形成的穩定的電流場中電勢的分布來模擬靜電場中各點電勢的分布特征的。而且直流電源電壓6V。那我就要先問你一個問題了：如果電流場中某兩點間有一較小的電勢差，那么在這兩點間分別接人電流表和電壓表后，會看到什么現象呢?

生：根據對電流表和電壓表的內部構造的理解，應該都有示數。

師：再請你認真地分析下去，兩表指針的偏轉角有什么不同之處嗎?

生：電流表的內阻很小即使有一較小的電壓也可能顯示較大的偏轉。如果接入電壓表，也應該有示數，但是不是較大偏轉，好像說不定吧?

師：那我們就可以結合電流表和電壓表的工作原理來合理選擇電流表和電壓表了。如果用電流表檢驗導體兩點間的電壓是否為零，我們是將電流表并聯在導體兩點間。當其電壓已經非常接近0時，此時的電流表量程越小越靈敏就越能靈敏地顯示電壓是否為O。所以如果題中的電流表有兩個量程供選擇，那我們優先選擇量程較小者。例如，量程是0～300A，和量程是0—500A，該選擇哪個?

生：那就選擇0～300A的了。那我就能遷移一下了，如果給我電壓表也有兩個量程的電壓表，我也是選擇量程小的而且內阻較小的，并觀察其示數為0，就得到等勢點了。

師：電壓表在電路中的功能是并聯在導體兩端測其電壓的，而且要不影響原電路電流的分配。如果我們在電路某兩點間接一電壓表且內阻很大可以看作理想電表，其指針偏角較大所測壓值精確呢還是顯示偏角較小精確呢?

生：當然是電壓表內阻越大指針偏角越大越精確了。而且能找到和同一點。連接的其他點時電壓表顯示的示數相同且偏角較大時，就找到這些等勢點了。那n點選擇在什么位置呢?

師：要保證標準一致，o點選在某一電極上，所以得到的示數最大為6V。

生：我知道了，電壓表的量程應選擇6V左右的。

師：很好。我們總結一下，電流表選擇量程小內阻小的，電壓表選擇量程合適內阻大的且其量程在6v左右的。

通過這個實驗，不僅引導學生從感性的角度認識了電場，并且體會到了模擬替代法的運用，更重要的是讓學生通過具體的實驗操作，理解了各種儀表的工作原理。

(作者單位河北省蠡縣中學)