描绘电场等势线实验演示器

在高中物理课 “描绘电场等势线”的实验中是用灵敏电流计来探测等势点位置。本例介绍的描绘电场等势线实验演示器，采用声音来探测等势点位置，实验简单而精确。
电路工作原理
该描绘电场等势线实验演示器电路由多谐振荡器、探测电路和音频功率放大电路组成，如图2-28所示。

图2-28描绘电场等势线实验演示器电路

多谐振荡器电路由电源开关S1、电池GB1、电阻器Rl、R2、电容器Cl和时基集成电路ICl组成。探测电路由电容器C2、电极A、B和探针C、D组成。音频功率放大电路由音量电位器RP、电容器C3-C8、电阻器R3-R6、音频功率放大集成电路IC2、扬声器BL、电源开关S2和电池GB2组成。接通Sl后，多谐振荡器通电工作，输出频率为lkHz的振荡信号。该信号加到导电纸的两电极A、B上，在电极A、B间形成交变电流电场。经实验表明，描绘电场等势线时，既可以用恒定电流电场来模拟静电场，也可以用交变电流场来模拟静电场，因为静电场、恒定电流电场和交变电流电场均有相同形状的等势线
分布。在演示用交变电流电场模拟静电场来描绘电场等势线的实验时，可将S2接通，使音频功率放大电路通电工作，然后用两探针来探测电极A、B间的交流电流电场 (手持探针D先压在基准点上，然后再用探针C找等势点，这样可避免噪声的发生)。演示结果表明:若两探针探测到的电场中的两点为等势点时，则BL不发声;若两探针探测到的电场中两点间有电势差时，BL就会发声。两点间的电势差越大，BL发声越响。
元器件选择
Rl-R6选用1/4W金属膜电阻器或碳膜电阻器。
Rp选用带开关 (S2) 的合成膜电位器。
Cl、C4和C7均选用独石电容器;C2、C3、C5、C6和C8均选用16V的铝电解电容器。
lCl选用NE555型时基集成电路;IC2选用TDA2003型音频功率放大集成电路。
S1选用微型单极拨动式开关。
GBl和GB2选用6V叠层电池。
BL选用1-3W、8Ω的电动式扬声器。
探针D用裸金属杆代替，探针C用万用表笔代替。