电场中等势线的描绘如何选择仪装

高中新课程标准对学生提出的要求之一就是用探究的思想引导学生认识物理现象，探究现象本质，学习物理规律，从而培养创新意识。而在学习完电场强度和电势的概念后等势线的描绘实验更是体现了这一点。但实验中的另一个主要目的就是体会实验原理及仪表的使用原理。而多数学生在本实验中遇到的问题也在于此。下面，我们通过师生对话的方式将其分析清楚一些。

生：老师，我们在做实验时选择的仪表为什么是灵敏电流计呢?电压表可以吗?

师：这需要首先弄清本实验的原理是什么。

生：利用在导电纸上形成的电流场来模拟静电场。

师：没错。我们是借助稳压直流电源在导电纸这一导体上形成的稳定的电流场中电势的分布来模拟静电场中各点电势的分布特征的。而且直流电源电压6V。那我就要先问你一个问题了：如果电流场中某两点间有一较小的电势差，那么在这两点间分别接人电流表和电压表后，会看到什么现象呢?

生：根据对电流表和电压表的内部构造的理解，应该都有示数。

师：再请你认真地分析下去，两表指针的偏转角有什么不同之处吗?

生：电流表的内阻很小即使有一较小的电压也可能显示较大的偏转。如果接入电压表，也应该有示数，但是不是较大偏转，好像说不定吧?

师：那我们就可以结合电流表和电压表的工作原理来合理选择电流表和电压表了。如果用电流表检验导体两点间的电压是否为零，我们是将电流表并联在导体两点间。当其电压已经非常接近0时，此时的电流表量程越小越灵敏就越能灵敏地显示电压是否为O。所以如果题中的电流表有两个量程供选择，那我们优先选择量程较小者。例如，量程是0～300A，和量程是0—500A，该选择哪个?

生：那就选择0～300A的了。那我就能迁移一下了，如果给我电压表也有两个量程的电压表，我也是选择量程小的而且内阻较小的，并观察其示数为0，就得到等势点了。

师：电压表在电路中的功能是并联在导体两端测其电压的，而且要不影响原电路电流的分配。如果我们在电路某两点间接一电压表且内阻很大可以看作理想电表，其指针偏角较大所测压值精确呢还是显示偏角较小精确呢?

生：当然是电压表内阻越大指针偏角越大越精确了。而且能找到和同一点。连接的其他点时电压表显示的示数相同且偏角较大时，就找到这些等势点了。那n点选择在什么位置呢?

师：要保证标准一致，o点选在某一电极上，所以得到的示数最大为6V。

生：我知道了，电压表的量程应选择6V左右的。

师：很好。我们总结一下，电流表选择量程小内阻小的，电压表选择量程合适内阻大的且其量程在6v左右的。

通过这个实验，不仅引导学生从感性的角度认识了电场，并且体会到了模拟替代法的运用，更重要的是让学生通过具体的实验操作，理解了各种仪表的工作原理。

(作者单位河北省蠡县中学)