静电场的描绘实验报告范文

导语：如何才能写好一篇静电场的描绘实验报告，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

篇1

关键词： “用描迹法画出电场中平面上的等势线”实验 描绘电场等势线实验演示器 灵敏电流计 改造

高中二年级物理的学生实验“用描迹法画出电场中平面上的等势线”，在实验中有的班级的学生对灵敏电流计损坏很严重，如何避免这种情况呢？我对灵敏电流计损坏的原因进行了深入的分析，终于找出了这个问题的主要原因：描绘电场等势线实验演示器的设计有一个小小的不合理的地方。后来我对所有的描绘电场等势线实验演示器进行了一个小改造，学生的实验使用情况表明：灵敏电流计得到了很好的保护。下面介绍一下我的做法。

先介绍一下这个实验。这个实验的目的是用描迹法描绘电场中平面上的等势线。其原理与方法是：直接描绘静电场中的等势线是比较困难的，但由于稳恒电流场遵从的规律在形式上和静电场相似，因此可以利用导电纸中的恒定电流场模拟真空中的静电场。具体的做法是将和静电场中带电体相同形状的电极，按带电导体的分布位置放在均匀的导电物质中，导电物质应是导电率不大的不良导体（导电纸）。在电极上加上一定电压（直流6伏）以后，导电物质中将形成稳定的电流场。实验中确定等势点的根据：当两点电势相等时，连接该两点间的导线上就无电流通过，否则将有电流从高电势点流向低电势点。所以当在电流场中与导电纸接触的两探针尖端的电势差为零时，与探针相连的电流计中通过的电流强度为零，从而可以通过探针找出电流场中的等势点，并依据等势点描出等势线。这个实验将要用到的实验器材有：1.灵敏电流计；2.导电纸一张；3.直流6伏的电源；4.电极一对连导线；5.电键一只；6.描绘电场等势线实验演示器；7.复写纸一张；8.白纸一张；9.导线两对。其实验步骤如下：

（1）在描绘电场等势线实验演示器上按顺序铺上白纸、复写纸、导电纸各一张。

（2）在导电纸上压上电极，接好电路。

（3）画两电极间的连线作为基准线，在基准线上大至分成六等分，得到五个基准点。

（4）合上开关后，将一个探针固定压在一个基准点，另一个探针在基准线的两侧移动，观察电流表的指示，当移到某点电流计示数为零时，此点即为基准点的等势点，稍用力将这点的位置复印到白纸上。如此在基准线的两侧各找5―7个等势点。

（5）换上另一个基准点后继续找该基准点的等势点，直到所有基准点都在基准线两侧找到5―7个等势点为止。

（6）取出白纸，沿各个基准点的等势点连成平滑的等势线，并依据等势线绘出若干条电力线。

从整个实验看，实验过程中必需注意：

（1）导电纸有导电物质的一面应该向上，这样电路才能保证畅通。

（2）在探测与某一基准点电势相等的其它各点时，与该基准点相接触的探针要固定不动，这样电势才能保证不变。

（3）一根探针固定不动，另一根探针的跨度不要太大，以免两探针间的电势差太大而烧坏灵敏电流计；绝不允许将两探针分别同时触到两电极或两接线柱，因为两电极及两接线柱间的电势差很大，这样会立刻导致灵敏电流计烧毁。

从整个实验来看，最容易损坏的仪器是灵敏电流计。灵敏电流计的量程是很小的，其测量范围为-300微安―0―+300微安，两档压降分别为30毫伏和750毫伏，允许通过的电流是很小的，稍大的电流、电压都可以使其烧毁。如何保护好灵敏电流计是这个实验要切实注意的问题。实验表明，将两探针分别同时触到两电极是灵敏电流计被烧毁的主要原因。所以教师要在学生别强调第三点注意事项，讲清楚道理并要求学生切记。

教师强调了注意事项，学生对仪器的损坏会减少，但还是难免会有个别学生将两探针分别同时触到两电极而使灵敏电流计被烧毁。如何杜绝这种现象发生呢？当我们细心地观察整个实验电路及仪器，就会发现描绘电场等势线实验演示器正面的两个电极及两接线柱的侧面是的。当给描绘电场等势线实验演示器接上直流6伏的电源时，两个电极及两接线柱的侧面都带上6伏的直流电，远远超过灵敏电流计的最大压降750毫伏，所以只要将两探针分别同时触到两电极或两接线柱，灵敏电流计马上就会被烧坏。第一次做这个实验的学生心里总有一些慌张，操作实验时对教师强调的问题也容易忘记；或者有个别学生根本就没有听课，做实验时就乱来一通。这些情况都可能导致有学生将两探针分别同时触到两电极或两接线柱而使灵敏电流计烧毁。对于这种情况，要想出一个办法：即使学生将两探针分别同时触到两电极或两接线柱也不会使灵敏电流计烧毁。所以必须对描绘电场等势线实验演示器进行改进。描绘电场等势线实验演示器的两个电极及两接线柱的侧面是的，当接上电源时是通电的。只要在两个电极及两接线柱的侧面涂上一层油漆，当学生将两探针分别同时触到两电极或两接线柱时，油漆的绝缘作用会使两探针不再带电，就能保护灵敏电流计。

我对描绘电场等势线实验演示器中设计不合理的地方进行了小小的改造，使“用描迹法画出电场中平面上的等势线”实验更易成功，仪器得到了更好的保护。

参考文献：

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关键词：大学物理实验；大众化教育；教学改革；科学素质

中图分类号：G424.31 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2012）04-0131-03

大学物理实验课是提高大学生创新能力和综合素质的重要课程[1]，其目的是通过实验指引学生深入观察各种物理现象，丰富和活跃学生的物理思想，激发学生的学习兴趣、想象力、创造力，引导学生了解实验在物理概念的产生、形成和发展过程中的作用；学习近代物理中的常用方法、技术、仪器和知识，进一步培养良好的实验习惯以及严谨的科学作风，使学生获得一定程度的独立开展科学研究工作的素质和能力。这对培养学生的学习积极性、实验技能、实事求是、严肃认真的科学态度和科学方法及学生的动手能力、创新意识、思维能力、探索精神、分析问题和解决问题的能力等方面有着不可替代的作用。我国的高等教育已进入了大众化阶段，高等教育已由传授知识为主转变为提高实践能力、加强素质培养为主。现今我国的人才市场需求现状，一方面是一大批没有受过应有的工程技术训练的毕业生难以就业，另一方面是企业又难以找到大量急需的实用型人才[2]。在校学生数量大幅度增加，但在培养过程中却脱离了实际需求，学用脱节是当今我国高校教育在人才培养上存在的主要缺陷之一，导致学生实践动手能力差，而社会对有较强实践能力的应用型人才的需求日益增大。培养应用型人才离不开实践教学，实验是实践教学的重要组成部分，这需要我们切实加强实验课程的教学，以满足社会发展对农业类人才的需求。

一、农业院校大学物理实验的教学现状

受学校性质的影响，农林院校的大学物理实验课课时量普遍偏少，与学生的专业知识结合太少。课堂教学一直沿用传统的封闭方式进行，将系统的物理实验被孤立地分为几个模块，打破了他们间应有的理论联系，阻碍了学生用整体的眼光系统全面认识地认识物理学知识。由于条件有限，简单的验证性项目过多，而能锻炼学生自主思维能力的综合性试验和设计性试验项目过少，造成学生所学的知识不能很好地融会贯通，从而无法灵活应用知识、突破创新[3]。这很容易让学生觉得大学物理实验只是验证理论课堂上的一些简单结论而已，严重打击了学生的学习热情。加之教学方式不合理，通常都是教师在学生实验前将实验原理、仪器使用、注意事项、实验内容和数据处理等全部详细介绍给学生，并进行完整的实验示范，然后由学生按照老师的讲解及操作演示进行实验操作和实验数据的记录，最后完成实验报告。很显然，这种教学方法注重实验过程这样一种形式，但却忽略了实验方法训练，唯恐学生不会，老师几乎把实验过程中涉及到的一切都已详细介绍给学生，没有给学生留下任何自由思考的空间，学生只需模仿重现老师的操作过程，而不需思考即可完成实验。显然，这种培养方式起不到培养学生观察问题、分析问题并解决问题的能力。长此以往，很容易使学生养成惰性，需要学生自己思考解决的地方也依赖于老师来解决。这种教学方式违背了由浅入深、循序渐进的认识规律。其后果是学生只能机械地进行操作、记录和处理数据，对学生的学习积极性、主动性、创新性都是一种扼杀，达不到开设这门课的真正目的。在当前大众化教育背景下，如何充分发挥农业院校的特色，培养出经济社会发展所需的合格应用型人才，迫切需要我们对大学物理实验的课程体系、内容、方法等进行了全面的改革。

二、农业院校大学物理实验教学的改革

1.改革传统的全盘讲授式的教学方式。传统大学物理实验教学以老师的“教”为中心，而不是学生的“做”。老师将一切都全盘教给学生，而没有顾及到学生的理解吸收与循序渐进的认识规律。学生似懂非懂，整个实验过程基本上是在模仿老师的操作演示，很难达到培养学生观察问题、分析问题与解决问题的能力。整个课堂呆板、沉闷，学生缺少主动学习的积极性，教学效果差。这种教学方式忽略了学生认知过程中的主观能动性，束缚了学生的思想火花，致使学生的实际动手能力和独立思考能力得不到培养，限制了对学生创新精神和创新能力的培养[4-5]。教师的职责是要教会学生如何学习，促使学生在“学”的过程中发现问题，分析问题并加以解决，使知识转变成自身的能力，而不是将自己的知识全盘施加给学生，正所谓“授人以鱼不如授人以渔”。在教学过程中需要发挥教师引导作用，更要充分体现学生认知主体作用，这需要我们突破传统教学的束缚，转变教学观念，改革传统的教学方式，采用新颖的、能激发学生学习热情的新型教学方式。教学方式因人而异，难以一概而论。比如说，根据循序渐进的认识规律，将所涉及到的知识分成几个模块，采用分阶段式的教学方式，根据实验的进程，需要用到哪些知识，老师再适时地给予讲解，这样更有助于学生的理解吸收。具体地来说，课程教学与学生的专业相结合，根据生活实际引入教学内容。将实际生活带入课堂，可充分调动起学生的探疑积极性。在此基础上，适当分析讲解相关知识点，介绍相关物理量的测定，引入实验课题。针对待测的物理量，对学进行提问：用什么方法来测量？如何侧量？有何注意事项？然后学生开始进入有目的的预习。让学生带着疑问预习，更能加深其印象，便于理解吸收。预习完后，老师又可通过提问来了解学生的预习效果，对学生还较为欠缺的部分老师再加以解释，让学生充分理解。在此过程中结合实际情况进行简单的非完整的操作示范。此后，进入学生自主实验阶段。第三阶段，在学生操作过程中，老师要密切注意学生的具体实验过程，了解其操作是否规范。遇到学生提问时，不应直接告诉学生该如何操作或直接帮学生调节好实验仪器，而应引导学生分析，如按不正确的或不规范的方法进行测量时会有什么影响？能否测出所需结果？利用反面教育更能警示学生，深化正面效果[6]，促使学生加深理解。鼓励学生小组内部多讨论，相互促进。最后在检查实验结果时，改变以往只满足于实验数据的正确与否，更应注重于实验过程中学生的实际操作和创新思想，帮助学生分析误差产生的来源，让学生每次实验后都有真正的收获。数据对了，为何对了？错了，错在哪？当场给出实验成绩，让学生体会到成功的喜悦，快乐学习。

2.淘汰“铁箱”类实验仪器。随科技的发展，实验仪器也越来越集成化，出现很多铁箱子封起来，实验仪器只是一个简单的操作面板。利用这类设备进行实验教学时，像是使用傻瓜相机一样，只需要简单按几个按钮即可，虽然减少了繁琐的实验操作过程，但学生对于仪器构造、实验的设计思想、实验现象如何来、实验误差的产生等却全无所知。高等教育不是为工厂的生产线培养仪器操作工人，而是高素质的现代化科技人才，因此，需要淘汰这种“铁箱”类的实验设备。比如说“霍尔传感器测磁场”这个实验，学生所做的只需连几根导线然后摇动尺子，按键记录数据，而对于学生想知道的磁场的激发、霍尔效应的观察、如何判断半导体霍尔元件的导电类型等都被铁箱包裹起来，拒人于门外。这里不是说磁场的测量这个实验不重要，只是这类仪器在当前环境下不适用于应用型人才的培养，应采用其他更明了的仪器来进行测量。相反，如在用落球法测量液体的粘滞系数实验中，学生可观察到整个实验过程的变化，可以让学生感觉到自己是在真正参与实验，实验结果是自己的劳动成果，而不是像“铁箱”类仪器自动给出的。而且，这类需要全程动手的实验仪器更能激发学生的学习积极性，真正地学到了物理实验方法和知识技能。比如在实验过程中没有规范操作，将产生很大的实验误差，这迫使学生去仔细观察、认真思考，促使学生运用理论知识来进行分析。为什么释放小球时手不能抖动？根据受力分析，因为是跟重力相比较，而重力的受力方向在竖直方向，所以要想正确测出液体的粘滞系数来，小球需要在水平方向上不能有速度，否则会影响粘滞系数的测量，产生误差。而在确定小球的尺寸时，可使学生对比观察不同大小的球放入液体后对液体内部的影响，加深了解粘滞系数的概念，真正理解流体力学中斯托克斯公式的适用条件。这样，才能充分发挥物理实验课程的优势所在，促使学生认真参与进来，全方位地提高学生的实验技能和综合素质，达到培养学生的动手能力、思维能力和创新能力的目的[3]。教学过程中我们需要充分使用学生多动手的实验仪器，而不是坐在仪器旁等数据自动出来。经调查，大部分学生并不喜欢利用这类仪器进行的实验，而更愿意操作需要自己多动手的仪器。再比如拉脱法测量液体的表面张力系数实验，也需要学生的全程参与，无论是吊环的水平调节，还是液膜的提取都需要学生认真操作，仔细观察。这类仪器不能给出相应的实验结果，一切都只能靠自己的操作去获得。而所获得实验数据并不一定就正确，还需要认真分析、甄别。比如，测量过程中电压表读数开始一直在增大，但在液膜破裂前却又逐渐减小。这给学生提出了疑问，电压值应该取哪一个？最大值？最小值？或是很多实验教材上所说的液膜断裂前一瞬间的值？由于老师并没有指定侧哪个电压值，这就迫使学生缓慢操作，认真观察液膜形态的变化。由于在吊环从水中拉起过程中受表面张力的影响，液膜沿吊环内外表面逐渐往下滑，形成上窄下宽的形状。继续往上拉，将会使液膜最终滑落到吊环端面下，此时液膜表面近视垂直于水平面，电压达最大值。继续上拉吊环，液膜中央逐渐变窄，使得电压值又逐渐缩小。通过认真观察，学生都能准确地认识到应当取电压最大值。实验不是为了测量机组数据，简单验证下相应的理论知识，或测一个什么物理量，关键是从实验中去获取新的知识，去发现问题，去解决问题，从而切实加强自身的综合素质。这种仪器可让学生多动手，真正参与进来，体会到科学实验的过程，切实掌握好相应的知识。

3.充分利用演示实验。演示实验是指为配合教学内容由教师演示的实验，它是课堂教学内容的有益补充与诠释，能帮助学生建立相应的物理图像。它能化抽象为具体，化枯燥为生动[7]，直观地表达物理学的思想和方法，把一些难以直接观察、经历或体验的物理过程形象生动地展示在学生面前，使学生透过现象体会理论，从形象理解抽象，加深理解和掌握物理概念和规律，同时可领略物理学的思想，培养科学态度和科学方法[8]。在具体的实验课程教学过程中可充分借助于演示实验的直观性、易操作性来进行辅助教学，有时一个简单的现象胜过千言万语，更能促进学生的理解。比如在液体粘滞系数的测定实验中，可在课堂上利用气体的内摩擦演示仪来进行演示实验，让学生直观地观察流体的内摩擦现象，充分理解流体黏性的作用。在具体教学过程中，要重视演示实验，适当添加一些相关的演示项目，使教学内容更加丰富，使学生的眼界更加开阔。再比如，在静电场的描绘实验中，引入“怒发冲冠”演示实验，不但将抽象的静电现象形象生动地展现出来，激发了学生的学习兴趣，加深了对静电概念的理解，而且还让学生体会到物理实验的乐趣。

人才培养的思路必须要适应社会的发展，在大学物理实验教学过程中，我们必须根据具体的教育背景，由原来的封闭型教学方法由向开放型教学方法转变。摒弃以往教师主导一切的落后教学方式，通过采取阶段式的教学方式，与学生的专业需求结合起来，牢牢吸引学生的学习热情，极大地激发学生的学习潜能，提高课堂教学效率。让学生充分参与进来，而不是被动地机械重复教师的演示，切实加强其自身能力的锻炼，激发学生的创新意识，切实培养学生严谨的科学思维能力和创新精神，培养学生理论联系实际、分析和解决实际问题的能力，特别是与科学技术的发展相适应的综合能力，适应我国经济社会对应用型人才的要求。

参考文献：

[1]吕太国.大学普通物理实验教学体系改革探讨[J].高校实验室工作研究，2008，（4）：20-21.

[2]甘灵，张光远.大众化背景下加强工科学生实践环节的探讨[J].西南交通大学学报（社会科学版），2009，10（4）：71-75.

[3]赵丽华，王悦悦，戴朝卿.“平台+模块”大学物理实验课程体系的探讨[J].中国林业教育，2010，28（4）：72-74.

[4]杜娟，马春生.基于独立学院大学物理实验教学改革探讨[J].价值工程，2010，（14）：124-125.

[5]刘伟.由省物理实验设计大赛谈独立学院物理实验教学改革[J].中国现代教育装备，2009，（3）：85-88.

[6]李振华.反面教育初探[J].党史文苑，2010，（16）：77-78.

[7]肖文波，何兴道，邓懿媛，等.大学物理实验教学与创新能力培养的讨论[J].大学物理实验，2010，23（1）：83-85.

[8]张玲玲.大学物理实验教学的改革与实践探索[J].吉林省教育学院学报（学科版），2010，26（5）：135-136.