高中 物理 演示实验 挑战难度 静电场

用微元法研究电荷的电场强度

电荷 · 电场强度 · 微元法

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借助 单摆、托盘天平 完成实验,比较不同条件下 电场强度 的差异。

配套虚拟仿真:用微元法研究电荷的电场强度(虚拟探究)

借助 单摆、托盘天平 完成实验,比较不同条件下 电场强度 的差异。

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实验目的

  • 学会使用单摆、托盘天平测量(或观察)电荷 的 电场强度。
  • 会用微元法研究影响 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。

本实验以微元法为基础,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

单摆
托盘天平
螺旋测微器
牛顿管
光电门
电阻箱

实验步骤

1

准备器材

按实验要求选取并检查器材:单摆、托盘天平、螺旋测微器、牛顿管,确认完好可用。

2

设计对照

确定要研究的变量(如 作用的方式),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

改变条件后,电荷 的 电场强度 发生明显变化,重复实验现象基本一致。

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

电学实验要注意电压、电流不要超过仪表量程。

精密仪器轻拿轻放,防止碰撞和摔落。

实验结束要及时断开电源,整理仪器。

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