Question

完成下面兩個(gè)實(shí)驗(yàn)：

（ 1 ）小剛同學(xué)受教材實(shí)驗(yàn)的啟發(fā)，用電流場模擬“點(diǎn)～板”靜電場描繪電場等勢線．圖示為小剛同學(xué)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)圖．
①應(yīng)選用的電源是

B

（用字母表示）．
A．6V的交流電源
B．12V的直流電源
C．110V的直流電源
②在軸線上取a、b、c三個(gè)點(diǎn)為基點(diǎn)，當(dāng)紅表筆接a點(diǎn)黑表筆
接b點(diǎn)時(shí)，靈敏電流表G的指針向右偏，當(dāng)黑表筆接d紅表筆
接b點(diǎn)時(shí)（已知db垂直于軸線），靈敏電流表的指針

向右偏

（填“向右偏”、“向左偏”或“不偏”）
③圖中粗黑虛線是靠近B板附近一條平行于B板的直線，是否是等勢線？答：

是

（2）圖示是測定半圓形玻璃磚折射率的實(shí)驗(yàn)，
圖中O點(diǎn)為半圓形玻璃磚的圓心．實(shí)驗(yàn)中，
在P₁和O兩處各釘一顆大頭針，觀察發(fā)現(xiàn)，
在P₂釘一顆大頭針恰能遮擋住P₁處大頭針
的像和O處的大頭針．
①請?jiān)趫D中完成光路圖
②若P₁0連線與MN的夾角為α，P₂0連線與MN的夾角為β，則玻璃磚的折射率的表達(dá)式為n=

cosβ

cosα

③將光路圖作好后，又將玻璃磚放回原位置，順著P₂0方向看去，可以清楚地看到P₁0的玻璃磚外部分和P₂0，看到的情形應(yīng)該是

D

A．側(cè)移后的平行線     B．相互垂直     C．延長線相交但不垂直   D．成一直線
④某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)過程中，開始時(shí)無法確定恰能遮擋住P₁處大頭針的像和O處大頭針的P₂位置，后來改變P₁位置，實(shí)驗(yàn)成功，請判斷該同學(xué)改變P₁位置是將P₁0連線與MN的夾角為α增大還是減��？答：

增大

．

Answer 1

分析：（1）①本實(shí)驗(yàn)利用恒定電流場模擬靜電場，可知需要用的電源是12V直流電源．②根據(jù)電場線的方向判斷電勢高低，結(jié)合題中條件確定靈敏電流表的指針偏轉(zhuǎn)方向．③根據(jù)等勢線與電場線垂直，分析黑虛線上各點(diǎn)電勢關(guān)系．
（2）①連接P₁和O表示入射光線，O和P₂表示出射光線，作出光路圖．②入射角和折射角是光線與法線的夾角，由幾何知識定出入射角和折射角，根據(jù)折射定律得到玻璃磚的折射率的表達(dá)式．③看到P₁0的玻璃磚外部分和P₂0，應(yīng)在一直線上．③開始時(shí)無法確定恰能遮擋住P₁處大頭針的像和O處大頭針的P₂位置，后來改變P₁位置，實(shí)驗(yàn)成功說明入射角較大，應(yīng)減小入射角．

解答：解：（1）①本實(shí)驗(yàn)的原理是利用恒定電流場模擬靜電場，所以12V的直流電源．故B正確．②根據(jù)等勢線與電場線垂直可知，d點(diǎn)的電勢低于b點(diǎn)的電勢，當(dāng)黑表筆接d紅表筆接b點(diǎn)時(shí)，由題：當(dāng)紅表筆接a點(diǎn)黑表筆接b點(diǎn)時(shí)，靈敏電流表G的指針向右偏，a點(diǎn)的電勢比b點(diǎn)電勢高，則得靈敏電流表的指針向右偏．③金屬板表面是一等勢面，則知靠近B板附近一條平行于B板的直線是等勢線．
（2））①連接P₁和O表示入射光線，O和P₂表示出射光線，作出光路圖如圖．②由題，P₁0連線與MN的夾角為α，P₂0連線與MN的夾角為β，則入射角為i=90°-α，折射角r=90°-β，根據(jù)折射定律得n=

sinr

sini

=

cosβ

cosα

．③P₁0的玻璃磚外部分在入射光線上，則看到的情形應(yīng)該是P₁0的玻璃磚外部分和P₂0成一直線．故D正確．
③開始時(shí)無法確定恰能遮擋住P₁處大頭針的像和O處大頭針的P₂位置，后來改變P₁位置，實(shí)驗(yàn)成功說明入射角較大，應(yīng)減小入射角，增大α．
故答案為：
（1）①B
②向右偏
③是 
（2）①作光路圖

②

cosβ

cosα

③D 
④增大

點(diǎn)評：本題是實(shí)驗(yàn)題，理解和掌握實(shí)驗(yàn)原理是核心．對于幾何光學(xué)，要掌握折射定律．