高中 物理 演示实验 挑战难度 静电场

基于图像法的电荷电场强度研究

电荷 · 电场强度 · 图像法

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围绕「静电场」中的重要内容,通过 电荷 研究 电场强度,得出可复现的结论。

配套虚拟仿真:基于图像法的电荷电场强度研究(虚拟探究)

围绕「静电场」中的重要内容,通过 电荷 研究 电场强度,得出可复现的结论。

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实验目的

  • 学会使用电流表、单摆测量(或观察)电荷 的 电场强度。
  • 会用图像法研究影响 电场强度 的因素,知道如何设置对照与重复实验。
  • 理解并归纳:真空中两个点电荷之间的作用力跟它们电荷量的乘积成正比,跟它们距离的平方成反比。

实验原理

真空中两个点电荷之间的作用力跟它们电荷量的乘积成正比,跟它们距离的平方成反比。

电场强度等于单位正电荷在该点所受的电场力。

本实验以图像法为基础,只改变一个因素、保持其他条件相同,通过比较不同条件下 电场强度 的变化来归纳规律。

关键公式 / 方程式 F = k q₁q₂ / r²,E = F / q,C = Q / U

实验器材

电流表
单摆
导线
滑动变阻器
示波器
电键

实验步骤

1

准备器材

按实验要求选取并检查器材:电流表、单摆、导线、滑动变阻器,确认完好可用。

2

设计对照

确定要研究的变量(如 材料的种类),设计"只改变一个因素、其他条件相同"的对照方案。

3

进行实验

按方案操作,改变研究条件,观察并记录 电荷 的 电场强度 的变化情况。

4

重复测量

每种条件至少重复 3 次,把现象和数据记录到表格中,保证结果可靠。

5

分析归纳

比较不同条件下 电场强度 的差异,必要时画出图像,找出其中的规律。

6

得出结论

结合实验原理写出结论,并分析可能影响结果的误差来源。

实验现象

实验中 电荷 的 电场强度 变化可以稳定地观察到,多次测量结果接近。

实验结论

结论

通过实验可以归纳出:真空中两个点电荷之间的作用力跟它们电荷量的乘积成正比,跟它们距离的平方成反比。

安全提示

请务必遵守以下安全要求

激光不要直射眼睛,也不要对着镜面反射到人眼。

精密仪器轻拿轻放,防止碰撞和摔落。

使用打点计时器要用规定的交流电源,电压不能过高。

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