静电演示仪器与实验.pdf

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1、静电演示实验与仪器 班级：物理一班 姓名：孙荣超 学号：2011012680 中学物理实验教学专题研究 文档 一、实验内容(一)摩擦起电和电荷守恒 1.摩擦起电 两种不同的物质接触时，常有电子从一种物质转移到另一种物质上，从而使一个带正电，一个带负电。操作 现象 说明 检验带点种类的方法 用丝绸摩擦玻璃棒，然后将玻璃棒与验电器接触 验电器指针张开 丝绸摩擦后的玻璃棒带点 用氖泡与丝绸摩擦后的玻璃棒接触，发现氖泡下端发光，则丝绸摩擦后的玻璃棒带正电 用毛皮摩擦橡胶棒，然后将橡胶棒与验电器接触 验电器指针闭合 毛皮摩擦后的橡胶棒带点，且与玻璃棒电性相反 用氖泡与毛皮摩擦后的橡胶棒接触，发现氖泡下端

2、发光，则毛皮摩擦后的橡胶棒带负电 2.电荷守恒 取两块相同面积的有机玻璃板，在其中一块贴上呢绒，然后各粘一根绝缘棒，做成起电拍。开始作如下操作。操作 现象 说明 先将未摩擦的两起电拍分别插入验电器的金属桶内 验电器指针不张开 起电拍不带电 验电器指针张开 起电拍带电。需用酒精灯火烘烤，直至不带电 将起电拍摩擦，然后将两拍一起放入法拉第同（不能与桶的内壁接触）验电器指针不张开 两起电拍上带有大小相等的异种电荷 拿出其中的一个起电拍 验电器指针张开 起电拍 中学物理实验教学专题研究 文档 (二)使验电器带电的两种方法 1.接触起电 操作 现象 说明 用丝绸摩擦玻璃棒，然后将玻璃棒与验电器接触 验电

3、器指针张开 验电器通过与带正电的玻璃棒的接触，从而带有正电，所以指针张开 电荷守恒验证 中学物理实验教学专题研究 文档 2.感应起电 操作 现象 说明 用丝绸摩擦玻璃棒，然后将玻璃棒靠近验电器接触，但不接触 验电器指针张开 丝绸摩擦后的玻璃棒带正点从而使验电器的小球处聚集大量负电荷而带负电，指针处则带有正电，此时指针张开。用手接触验电器的圆球一段时间，然后讲授车里，最后移开玻璃棒 验电器指针保持张开 人手接触小球后，由于指针出的电势最高，故电子由大地经过人体流入验电器的指针，使其带有负电，所以在玻璃棒离开后仍能使指针张开 (三)电荷的相互作用 将带电的有机玻璃棒，橡胶棒分别靠近已带电的验电摆，

4、演示电荷的吸引与排斥。带点物体 现象 说明 两个玻璃棒 排斥 同种电荷互相排斥 异种电荷互相吸引 两个橡胶棒 排斥 玻璃棒，橡胶棒各一个 吸引 (四)导体上的电荷分布及静电屏蔽 操作 现象 说明 在金属网的内外侧分别粘轻薄的纸条，用起电机给金属网带点 金属网外侧纸条张开，内侧纸条无变化 电荷分布在导体的外表面 用起电机给尖形导体带电观察带电导体各处丝线的张角 越靠近尖端的丝线张角越大 电荷在曲率半径小的地方分布密集 中学物理实验教学专题研究 文档(五)尖端放电 操作 现象 说明 把尖形导体接在起电机上，尖端前方放一点燃蜡烛转动起电机，观察火焰的变化情况 尖端导体接正电荷时，火焰有被吹的现象 电

5、荷集中分布在尖形导体的尖部，它会电离空气中的分子，并使得与导体电性相反的被吸引，电性相同的被排斥 尖端导体接负电荷时，在火焰的内焰区域时有被吸的现象 将起电机的一级接在富兰克林轮的支架上，转动起电机 富兰克林轮开始旋转 电荷集中分布在富兰克林轮的尖部，它会电离空气中的分子，并使得与其电性相反的被吸引，电性相同的被排斥从而推动富兰克林轮的旋转 (六)电力线的演示 1.利用验电羽可形象的演示带电体的电力线。用两个相同的验电羽与电机一端相连，并使他们带上相同或异号的电荷，然后把验电羽移近观察现象。带点属性 现象 说明 相同 靠近前验电羽辐射状张开，靠近后，两验电羽互相排斥 相同电性的验电羽上电场线分

6、布状况相同，故造成互相排斥的现象 异号 靠近前验电羽辐射状张开，靠近后，两验电羽互相吸引 异号电性的验电羽上电场线分布状况相反，故造成互相吸引的现象 2.用两块尺寸相同的金属板演示匀强电场的电场线。操作 现象 说明 将起电机的两极分别接到两块金属板上（其中一块带有丝两板距离较小时，死带上、垂直于两极板，两板距离较小时两板间为匀强电场，两板中学物理实验教学专题研究 文档 带），转动起电机，并改变两板间的距离观察丝带的变化 两板距离较大时，丝带开始呈发散状 距离较大时，不再是匀强电场。(七)静电感应 操作 现象 说明 枕形导体 1)清除导体的残存电荷后，让导体的平口端靠在一起，把带电体（如玻璃棒）

7、靠近枕形导体；2)保持带电导体不动情况下，将离带电体较远的一个导体移开，再把带电体移开；3)用验电器检验两个导体上所带电荷 将其中一个导体接触验电器，则指针张开一定角度；将另一个导体平口端对接在一起，则验电器的指针闭合。在外电荷靠近时，枕形导体的电荷分布不再均匀，两部分分开后，带有大小相等，电性相反的电荷 静电起电盘 1)用手与泡沫塑料板摩擦，使之带电；2)将起电盘放在泡沫塑料板上；3)手持氖泡接触起电盘；4)移去氖泡，提起起电盘，然后再次用氖泡接触起电盘。第一次接触时，氖泡远离手的一端产生一次闪光；第二次接触时，氖泡靠近手的一端产生一次闪光。由于泡沫塑料板与起电盘接触的面积相对于起电板总面积

8、很小，故起电盘的圆面上带有和泡沫塑料板电性相反的电荷，其圆柱上带有和泡沫塑料板电性相同的电荷，属于感应起电。氖泡第一次接触起电盘圆面时，由于圆面带有正电荷，故电势高，电子从地面经过人体流入起电盘，故氖泡靠近起电盘一侧产生一次闪光。氖泡第二次接触起电盘圆面时，由于起电盘整体带有负电荷，故电势低，电子从起电盘经过人体流入大地，故氖泡靠近人手一侧产生一次闪光。中学物理实验教学专题研究 文档 (八)平行板电容器 用绝缘电线把平行板电容器的一块金属板与验电器的导电棒连接，另一块金属与验电器的金属外壳连接，用起电机给两金属板充电，接着进行如下操作：目的 操作 现象 说明 Q 张角 U C 电势差与所带电量

9、的关系 开始摇动起电机，不要使验电器指针张角过大，保持两金属板平行且位置不变，继续充电使其带电量逐渐增加 验电器指针张角逐渐增大 增加 增加 增加 不变 电容与两极板间距离的关系 切断电容器与起电机的联系后，保持两板正对面积不变，快速增大两极板间距离 验电器指针张角增大 不变 增加 增加 距 离 增加，则电容减小 快速减小两极板间距离 验电器指针张角减小 减小 减小 距 离 增加，则电容减小 电容与两极板间距离的关系 保持两板间距不变，快速错开两板 验电器指针张角增加 不变 增加 增加 正 对 面积减小，则 电 容减小 电容与两极板间电介质的关系 保持两板间距和正对面积不变，将书快速插入两板间

10、 将书从两板间快速抽出 总结：二、关键步骤 中学物理实验教学专题研究 文档(一)摩擦起电和电荷守恒 1.摩擦起电 为了能使验电器上带上电荷，在玻璃棒和橡胶棒与验电器接触时应该来回的刮，否则验电器上所带电荷很少。2.电荷守恒 操作过程中，起电拍不能互相接触，也不能与法拉第筒内壁接触，否则当其中一拍拿出后，验电器指针仍不张开。(二)使验电器带电的两种方法 1.接触起电 为了能使验电器上带上电荷，在玻璃棒和橡胶棒与验电器接触时应该来回的刮，否则验电器上所带电荷很少。2.感应起电 在撤离时，先撤去手，最后移开玻璃棒，否则验电器张角最后会闭合。(三)电荷的相互作用 注意将玻璃棒或橡胶棒凡在旋转支架时要放在棒的中央位置，防止转动过程中掉落，做实验时避免手握的一侧做演示，因为收我一侧电荷少，效果不明显。(四)导体上的电荷分布及静电屏蔽 注意安全，并在实验结束后及时放电。(五)尖端放电 注意使起电机的产生的正电荷与尖形导体接触，这样才能产生火焰被吹的现象。(六)电力线的演示 验电羽的长度不能太长，否则没有现象(七)静电感应 中学物理实验教学专题研究 文档