静电感应实验说明

1、静电感应实验静电应可用验电器检验。早期的验电器是用蚕丝悬挂一个木髓球（图1）构成的木髓球验电器。在带电体周围，对木髓球显示吸引力的空间就是存在静电场的空间。比较精确的检验得用金箔验电器。 传导和绝缘 可由下列实验了解传导和绝缘的现象。 手持胶木棒中段，用毛皮摩擦其一端,然后移近验电器，便能吸引木髓球。如果把未经摩擦的一端移近验电器，则没有这种吸引力。可见在胶木棒上摩擦生成的电荷保留在原处，不会转移到别处去。 换用金属棒重复上述实验,验电器检查不出金属棒带电的任何迹象。 W.吉伯根据实验和的结果，按能否用摩擦方法使材料带电，从而把材料分为“电质”和“非电质”。 持金属棒中央的胶木手柄,

2、用毛皮摩擦金属棒的一端，然后把金属棒移近验电器，可知金属棒两端都已带电。实验说明金属不但能借助摩擦而带电，并且能把电荷转移到金属的其他部位，这种现象叫做传导或导电。 金属的导电作用可进一步用实验证明。用手指轻触上述带电的金属棒，或持另一根金属棒同它接触，它就丧失了吸引木髓球的能力，说明原先带的电荷通过金属和人体已全部传导入地。如果改用胶木棒接触带电的金属棒，金属棒就仍然有吸引木髓球的能力，说明胶木棒不导电。据此电质和非电质应分别正名为电的导体和绝缘体。金属是良好的导体，玻璃、树脂、胶木、丝绸等是良好的绝缘体。 正电和负电 正电和负电的概念，起源于下列一些实验。 以毛皮摩擦使两根树脂棒

3、带电,其中一根是用细丝线水平悬置的（图2）,再把另一根向它移近，它就受到斥力而后退。 改用丝绸摩擦两条玻璃棒重演上述试验,带电的玻璃棒也互相推斥。 把用毛皮摩擦过的树脂棒水平悬置在丝线上,再用丝绸摩擦过的玻璃棒靠近它，两者会互相吸引。 法国科学家 C.-F.迪费用类似的方法对多种材料进行试验后提出:有两种而且只有两种性质不同的电。玻璃棒经丝绸摩擦后所带的电可做为一种电的代表，迪费称为“玻璃电”；树脂棒经毛皮摩擦后所带的电为另一种电的代表，迪费称为“树脂电”。后来，玻璃电改称正电或阳电；树脂电改称负电或阴电。迪费还提出静电力的定性规律：异性电相吸，同性电相斥。 用毛皮摩擦树脂棒，用丝绸摩擦玻璃棒

4、，然后把这两根带异性电的棒分别悬挂。把毛皮移近树脂棒，或把丝绸移近玻璃棒，都表现出相吸；而把毛皮移近玻璃棒，或丝绸移近树脂棒，则都表现出相斥。这说明摩擦使异性电同时出现在互相摩擦的一对物体上。 感应起电 令一对支持在绝缘座上的导体B和C互相接触（图3）,然后把带电体A移近导体B的右测。如果A带的是正电，则因异性电相吸，导体B的右端出现负电；同时，因同性电相斥,导体C的左端出现正电。这种现象叫做静电感应。如果这时把导体B和C分开，就可以使两端感应的电荷分别保留在两导体上。 导体B和C所获得的电荷的性质可用验电器检验。令带电体A接触验电器的木髓球，它从A通过传导获得正电后，就被斥离。然后

5、，移此验电器试验B和C导体，带有正电的木髓球被B吸引而被C推斥,证明前者带有负电,后者带有正电。 法拉第冰桶实验 1843年，M.法拉第将一只盛冰用的锡铅合金桶（直径为7英寸,高为10.5英寸）和一只灵敏的金箔验电器相连接（图4）,进行了一系列精确的实验，并得出了定量的结论。   用丝线悬挂带电的导体球,从冰桶小口降到冰桶内腔深处,但不接触桶壁（图5）。如果导体球带的是正电，由于静电感应作用，桶壁内表面就出现负电，正电则转移到桶壁外表面和验电器下端，原先垂下的两片金箔因而得到正电，互相排斥而张开。 移动带电球在桶内的位置,只要不提升到靠近桶口的地方，金箔的张角就保持不变。所

6、以金箔的张角能可靠地显示深入桶内的电荷。把带电球体提出桶外，移到远处，金箔就下垂。 令桶内的带电球体与桶壁内表面接触,金箔张角不变。然后把球体提出桶外，金箔张角仍不变。但球体已丧失了全部电荷。 令带电球体悬在桶内,金箔张开，然后以手指触一下桶壁外表面，金箔就下垂，表示冰桶外表面和验电器上原先感应的电荷通过人体传入大地。再提出带电球体，金箔又张开。但桶外表面的电荷与球体的电荷性质相反。再把带电球体放入桶内，金箔由张开转入下垂。待球体落到桶底，与桶壁接触后，再提出桶外，全过程中金箔始终保持下垂，可见球体已失去了所有的电荷。 令带电的导体球A悬在桶内深处，观察金箔的张角。然后把任意形状和材料构成的不带电的导体球 B悬入桶内，金箔张角不变。令B和A接触，张角仍不变。最后把物体B提出桶外,因为B把从A分得的那部分电荷带走了，所以张角缩小。 把丝绸系在绝缘棒的下端,与玻璃棒一同伸入桶内，互相摩擦，金箔保持下垂不动。如果把丝绸或玻璃棒撤出桶外，金箔就张开同样的角度。 冰桶实验的结果表明，静电感应作用下出现的异性电荷是等量的。实验的结果表明，摩擦起电必定使等量的异性电荷同时出现。所以，无论用感应方法或用摩擦方法都不能产生电荷，只能使共存的等量异性电荷互相分离。分离的等量异性电荷的重新结合叫做中和。中和只是使异性电荷的静电效应互相抵消，绝不是电荷的消灭。 实验的结果表明，传导只能使分离