12.等電位線

12.等電位線
目的
導体に定常電流を流したとき、導体上の等電位線を求める。
仮説の設定
導体紙に電極 P、Q をつけて図1のように電池の両端につなげば、電流は紙面いっぱいにひろがって
流れる。このとき、検流計を導体紙上の任意の2点 AB 間に当てると、検流計には AB 間の電位差に比
例した電流が流れ、針が振れる。もし、A 点と B 点が等しい電位ならば針は
。
今、A を定点として、B を導体紙上のいろいろな点に移動させ、検流計の針が振れない点を次々に求
める。これらの点をなめらかな線で結べば、A 点を通る1本の等電位線が得られる。
等電位線と電気力線の様子を図2にかきなさい。
実験用具
木板(20cm×30cm、ボルトナットを2個つけたもの)、導体紙(または墨汁で塗った紙)、電池、検流計、
直流電圧計、テスター棒、リード線
実験
(1)
図1のように、導体紙を木板上にのせ、電極 P、Q をしっかり固定し、P、Q に電池を接続する。
(2)
直流電圧計の両端子にテスター棒を付け、PQ 間の電位差を8から 12 に等分する点を PQ の線上に
求める。
(3)
検流計にテスター棒を付け、一方を(2)で求めた点の一つに当て、他方で検流計の振れない点を次々
に求める。それらの点を明らかにするためにテスター棒を垂直にして導体紙を押して跡を付けて記録
する。
注意
テスター棒が斜めになっていると棒が破損する。
テスター棒が直接電極 P、Q に触れないようにする。(検流計は微弱な電流を調べる計器な
ので、大きな電流が流れると破損する。)
(4)
(3)の操作を(2)で求めたすべての点について行う。
(5)
導体紙をはずし、各点をなめらかな線で結んで等電位線をかく。
(6)
導体紙上に電気力線をかく。(等電位線と電気力線は垂直に交わる。)
(7)
等電位線と電気力線をかいた導体紙を実験書に貼る。
結果と考察
導
体
紙
を
貼
る
1.等電位線は導体紙の縁に対してどのような角度で交わっているか。
発展
(1)
次の①、②の場合の等電位線と電気力線を調べる。
①
電極を点と直線板にした場合
②
Q
電極を二つの平行直線板にした場合
P
Q
P
図3
(2)
導体紙から適当な図形を切り抜いて等電位線を調べる。
(3)
テスターを利用して、直接等電位線を調べる。
反省・感想
気温
月
関心・意欲
1・2・3・4
思考・表現
1・2・3・4
共同実験者
実験の技能
1・2・3・4
名
知識・理解
1・2・3・4
日(
班
)
℃
前
年
組
番
名前