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莱博士高中物理实验箱是一种新型的集成式实验成套器材，其中有：运动与力实验箱、相互作用实验箱、曲线运动实验箱、机械传动实验箱、静电场实验箱、恒定电流实验箱、磁场实验箱、电磁感应实验箱、电学传感器实验箱、物态与物态变化实验箱、气体与热力学定律实验箱、分子运动理论实验箱、光学实验箱等十三类。它集便捷、前瞻、新颖、全面系统、兼容、耐用于一体，弥补了传统实验设备的不足。
场是物质存在的另一种形式，它和分子、原子组成的实物一样具有能量和动量，但它看不见、摸不着，大家对此很难理解。电场线能形象地描绘电场强度的大小和方向，是场强的图像。传统的都是老师在课堂上演示实验，同学们缺少动手的过程，只是机械地记忆。利用莱博士高中物理实验箱进行分组实验，每个同学都参与其中，激发了大家的学习兴趣，提高了动手能力，很自然地突破了电场线的学习难点。
一、电场线概念的建立
理论探究：画出正点电荷周围空间各点的场强方向，用小箭头表示。老师可以设定一些点，同学们自己画，老师在实物投影上展示同学们的成果。
思考：这样画出的每点的场强方向太烦琐，可以简化吗？
交流反思：方向相同的小箭头可以用一条线连起来。
思考：用这些线来表示场强的方向确实简单，但它们能否反映场强的大小呢？
交流反思：可以用线的疏密程度来表示场强的大小。
总结：经过讨论，我们发现可以用一些线来描述场强的大小和方向，下面进行实验探究。
分组实验：实验模拟点电荷的电场线。在放电手柄的金属小球上贴一些小纸条，开启电子起电机后，小纸条带同种电荷互相排斥，可以模拟点电荷的电场线，如图1所示。
电场线早就有人提出了，英国物理学家法拉第不仅提出了场的概念，而且直观地描绘了场的清晰图像，首先引入了电场强度的图像，他在电场中画了一些线，用这些线来形象地描述电场。
电场线：在电场中，画出一系列的从正电荷出发到负电荷终止的曲线，用曲线上每一点的切线方向表示该点的场强方向，并用线的疏密程度表示场强的大小。
分组讨论电场线的特点：（1）电场线是假想线，并不实际存在；（2）起始于正电荷（或无穷远），终止于负电荷（或无穷远）；（3）静电场的电场线不闭合、不相交。
二、几种典型的电场线
（一）点电荷的电场线
正点电荷的电场线是一系列从正电荷出发的直线（如图2所示），
如果是负点电荷的话，只要将电场线的方向反向即可。
（二）等量异号点电荷的电场线
分组实验：等量异号点电荷的电场线。在放电手柄的金属小球上贴一些小纸条，左端接负电，右端接正电。开启电子起电机，金属小球则带等量异号电荷，小纸条模拟电场线的分布。如图3所示。
根据实验结果，每个同学画一个素描图，初步感受等量异号点电荷的电场线分布。根据场强叠加原理，大家进行理论探究。画出等量异号点电荷连线及中垂线上场强的方向，再结合实验分析，得到整个空间电场线的分布。如图4所示。
（三）等量同号点电荷的电场线
演示实验：等量同号点电荷的电场线。基于莱博士物理实验箱，在放电手柄的金属小球上贴一些小纸条，左、右两端都接正极。开启电子起电机，金属小球则带等量同号电荷，小纸条模拟电场线的分布。如图5所示。
分组活动：探究等量同号点电荷的电场线。根据实验结果，每个同学画一个素描图，初步感受等量异号点电荷的电场线分布。根据场强叠加原理，大家进行理论探究。画出等量同号点电荷连线及中垂线上场强的方向，再结合实验分析，得到整个空间电场线的分布。如图6所示。
（四）匀强电场的电场线
分组活动：两块靠近平行板的电场线。
1.一块无限大平板带正电，电荷分布均匀，试画出其周围空间的电场线。
高中阶段我们可以做定性分析，如图7所示，可将带电平板看成无数个点电荷构成，取空间任意一点P，1号电荷在该点产生场强为E1，2、3号点电荷产生场强分别为E2和E3，E2和E3的合场强为E23，方向与E1相同。根据对称性，各点电荷在P点产生的合场强的方向垂直于板向外，如图7所示。
带电平板无限大，空间各点场强的方向均与P点类似—垂直于板向外，电场线分布如图8所示。电场线为什么均匀分布呢？电场的分布与电荷存在密切的关系，因电荷均匀分布，则有理由相信电场也是均匀分布的，电场线疏密程度一样，更严谨的推导要用到大学的知识，这里不再赘述。
2.两块相同的无限大平板，平行正对放置，分别带有等量的正负电荷，则周围空间的电场线如何分布？
显然，无限大均匀带负电平板的空间激发的电场方向垂直于板向里。正、负板平行正对放置时，在两板外侧，正、负板激发的电场刚好大小相等，方向相反，合场强为零。两板内侧，正、负板激发的电场刚好大小相等，方向相同，电场线如图9所示。
演示实验：两块靠近平行板的电场线。在一块金属板上贴小纸条，然后让两板带等量异种电荷。如图10所示。
匀强电场：电场强度大小、方向处处相同。
产生条件：两块靠近的平行金属板，大小相等，互相正对，分别带有等量的正负电荷，它们之间的电场除边缘附近外（实际上，不存在无限大的平板）就是匀强电场。
小结：借助莱博士高中物理实验箱，让大家自己动手实验，形象直观，使大家顺利地建立起电场线的概念，轻松掌握几种典型的电场线。
作者单位：江苏省扬州中学
场是物质存在的另一种形式，它和分子、原子组成的实物一样具有能量和动量，但它看不见、摸不着，大家对此很难理解。电场线能形象地描绘电场强度的大小和方向，是场强的图像。传统的都是老师在课堂上演示实验，同学们缺少动手的过程，只是机械地记忆。利用莱博士高中物理实验箱进行分组实验，每个同学都参与其中，激发了大家的学习兴趣，提高了动手能力，很自然地突破了电场线的学习难点。
一、电场线概念的建立
理论探究：画出正点电荷周围空间各点的场强方向，用小箭头表示。老师可以设定一些点，同学们自己画，老师在实物投影上展示同学们的成果。
思考：这样画出的每点的场强方向太烦琐，可以简化吗？
交流反思：方向相同的小箭头可以用一条线连起来。
思考：用这些线来表示场强的方向确实简单，但它们能否反映场强的大小呢？
交流反思：可以用线的疏密程度来表示场强的大小。
总结：经过讨论，我们发现可以用一些线来描述场强的大小和方向，下面进行实验探究。
分组实验：实验模拟点电荷的电场线。在放电手柄的金属小球上贴一些小纸条，开启电子起电机后，小纸条带同种电荷互相排斥，可以模拟点电荷的电场线，如图1所示。
电场线早就有人提出了，英国物理学家法拉第不仅提出了场的概念，而且直观地描绘了场的清晰图像，首先引入了电场强度的图像，他在电场中画了一些线，用这些线来形象地描述电场。
电场线：在电场中，画出一系列的从正电荷出发到负电荷终止的曲线，用曲线上每一点的切线方向表示该点的场强方向，并用线的疏密程度表示场强的大小。
分组讨论电场线的特点：（1）电场线是假想线，并不实际存在；（2）起始于正电荷（或无穷远），终止于负电荷（或无穷远）；（3）静电场的电场线不闭合、不相交。
二、几种典型的电场线
（一）点电荷的电场线
正点电荷的电场线是一系列从正电荷出发的直线（如图2所示），
如果是负点电荷的话，只要将电场线的方向反向即可。
（二）等量异号点电荷的电场线
分组实验：等量异号点电荷的电场线。在放电手柄的金属小球上贴一些小纸条，左端接负电，右端接正电。开启电子起电机，金属小球则带等量异号电荷，小纸条模拟电场线的分布。如图3所示。
根据实验结果，每个同学画一个素描图，初步感受等量异号点电荷的电场线分布。根据场强叠加原理，大家进行理论探究。画出等量异号点电荷连线及中垂线上场强的方向，再结合实验分析，得到整个空间电场线的分布。如图4所示。
（三）等量同号点电荷的电场线
演示实验：等量同号点电荷的电场线。基于莱博士物理实验箱，在放电手柄的金属小球上贴一些小纸条，左、右两端都接正极。开启电子起电机，金属小球则带等量同号电荷，小纸条模拟电场线的分布。如图5所示。
分组活动：探究等量同号点电荷的电场线。根据实验结果，每个同学画一个素描图，初步感受等量异号点电荷的电场线分布。根据场强叠加原理，大家进行理论探究。画出等量同号点电荷连线及中垂线上场强的方向，再结合实验分析，得到整个空间电场线的分布。如图6所示。
（四）匀强电场的电场线
分组活动：两块靠近平行板的电场线。
1.一块无限大平板带正电，电荷分布均匀，试画出其周围空间的电场线。
高中阶段我们可以做定性分析，如图7所示，可将带电平板看成无数个点电荷构成，取空间任意一点P，1号电荷在该点产生场强为E1，2、3号点电荷产生场强分别为E2和E3，E2和E3的合场强为E23，方向与E1相同。根据对称性，各点电荷在P点产生的合场强的方向垂直于板向外，如图7所示。
带电平板无限大，空间各点场强的方向均与P点类似—垂直于板向外，电场线分布如图8所示。电场线为什么均匀分布呢？电场的分布与电荷存在密切的关系，因电荷均匀分布，则有理由相信电场也是均匀分布的，电场线疏密程度一样，更严谨的推导要用到大学的知识，这里不再赘述。
2.两块相同的无限大平板，平行正对放置，分别带有等量的正负电荷，则周围空间的电场线如何分布？
显然，无限大均匀带负电平板的空间激发的电场方向垂直于板向里。正、负板平行正对放置时，在两板外侧，正、负板激发的电场刚好大小相等，方向相反，合场强为零。两板内侧，正、负板激发的电场刚好大小相等，方向相同，电场线如图9所示。
演示实验：两块靠近平行板的电场线。在一块金属板上贴小纸条，然后让两板带等量异种电荷。如图10所示。
匀强电场：电场强度大小、方向处处相同。
产生条件：两块靠近的平行金属板，大小相等，互相正对，分别带有等量的正负电荷，它们之间的电场除边缘附近外（实际上，不存在无限大的平板）就是匀强电场。
小结：借助莱博士高中物理实验箱，让大家自己动手实验，形象直观，使大家顺利地建立起电场线的概念，轻松掌握几种典型的电场线。
作者单位：江苏省扬州中学