专题16 DIS电学实验-2022年高考物理一轮复习综合练（沪教版）

( 一、等势线的描绘及电磁感应产生的条件 )专题16 DIS电学实验（解析版） 一、用DIS描绘电场的等势线 【实验目的】 用描述法画出电场中一个平面上的等势线。 【实验器材】 DIS（数字信息系统）、木板、白纸、复写纸、导电纸、图钉若干、电池、电键、圆柱形电极两个。 【实验原理】 用DIS的电压转感器探测等势点，用描迹法把等势点连接成等势线。 【实验步骤】 1、安装实验装置 如图9-19所示，在一块平整的木板上，依次铺放白纸、复写纸、导电纸，导电纸有导电物质的一面向上，用图钉将它们固定好。在导电纸上方两个与它接触良好的圆柱形电极，电极A与电源的正极相连作为“正电荷”，电极B与电源的负极相连作为“负电荷”。两个电极之间的距离约为10cm，电压为4～6V。将两探针通过电压传感器连接到数据采集器的输入口，点击“实验单”中的“电压测量”，开始实验。 2、实验测量 （1）选择基准点 先将两个电极的位置压印在白纸上，然后在两电极的连线上，选取间距大致相等的5个点作为基准点，并用探针把它们的位置压印在白纸上。 （2）探测等势点 将两个探针分别拿在左、右手，用左手中的探针跟导电纸上的某一基准点接触，然后用右手中的探针在导电纸平面上找若干个与基准点的电势差为零的点，用探针把这些点—压印在白纸上。照这样的方法，在每个基准点的两侧，各探测出五个等势点，每个等势点大约相距1cm。 （3）画等势线取出白纸，根据五组等势点画出五条平滑的曲线，它们就是等势线（图9-20） 二、用DIS研究通电螺线管的磁感应强度 【实验目的】 研究通电螺线管的磁感应强度。 【实验器材】 DIS（磁传感器、数据采集器、计算机等）、长螺线管、滑动变阻器、稳压电源、导线等。 应用DIS的磁传感器可以测定磁场的磁感应强度。 1.将图10—29中的磁传感器接入数据采集器。 2.螺线管接入电源后放置在水平桌面上，调节传感器的高度，使它的探管正好在螺线管的轴线上。 3.点击实验菜单上“研究通电螺线管的磁感应强度”，显示屏上将出现B-d坐标及数据表格等（图10-30）。其中B为通电螺线管产生的磁场的磁感应强度，d为次传感器插入线圈的长度。 4.改变d值，点击“记录数据”，可得到多组不同的d，B值： 5.启动“绘图”功能，在显示屏上可观察到B-d图线 三、研究磁通量变化时感应电流的方向 【探究目的】探究感应电流的方向与磁通量变化的关系. 【实验原理】将条型磁铁的N、S极分别插入感应线圈，或从感应线圈中拉出，观察检流计指针的偏转情况，然后归纳出判断感应电 流方向的规律. 【实验器材】条形磁铁、检流计、感应线圈等. 【实验过程】如图12-2中(a)、(b)、(c)、(d)所示，将条型磁 铁插入或拉出，观察并记录检流计指针的偏转方向. 【例题解析】 例1. 在“描绘电场中等势线”的实验中，有如下一些操作步骤： A. 在导电纸上画出电极间连线； B. 将灵敏电流表的一个探针接一个电极，用另一个探针接触导电纸，缓慢移动，可找出一系列等电势点； C. 在平板上先铺上白纸，在铺上复写纸，然后在铺上导电纸； D. 安好电极，接好电路； E. 在两电极a、b的连线上，等距离地取五个基准点c、d、e、f、g，并复印在白纸上如图所示； F. 电流表的一个探针接触某个基准点不动，另一个探针缓慢地移动到电流表不偏转时，复印一点，即可找出许多等电势点； G. 闭合电键。 上述步骤合理操作顺序为 。 【答案】C、D、A、E、G、F。不能进行B步骤的操作，因为在导电纸上移动的探针与另一个探针所接的电极很远时电流较大，容易损坏电流计。 例2.在用电流场模拟静电场描绘电场等势线的实验中，在下列所给出的器材中，（1）（多选）应该选用的是 （用器材前的字母表示） A、6V的交流电源 B、6V的直流电源 C、100V的直流电源 D、量程0~0.5V，零刻度在刻度盘中央的电压表 E、量程0~300uA，零刻度在刻度盘中央的电流表 （2）在实验过程中，两电极间的距离约为 cm,在两电极间应等间距的取 个基准点。 （3）在实验中，按下电键，接通电路，若一个探针与基准点O接触，另一探针已分别在基准点O的两侧找到了实验所需要的两点a、b。如图所示，则当此探针与a点接触时，电表的指针应 （左偏，指零，右偏）；当此探针与b点接触时，电表的指针应 （左偏，指零，右偏） 【答案】（1）B、E；（2）10、5；（3）指零、指零 【解析】本实验利用灵敏电流表指针的偏转情况可以判断电场中两点的电势高低，根据两等势点间不会产生电流的规律可知，当电流表的