3.静电实验研究 实验报告

静电实验究实验告【实验目的1握静电特点分析电演示实验功的关键2握静电的主要实的演示方法握韦氏起机和范德格夫起电机的造及使用方。3深对静现象及其理的理解。【实验器材静电计韦氏起电机范德格拉夫电机、验器、验电羽金属网、尖布电器、平行板电容、枕形导体球形导体起点盘及静除尘装置、缘体等。【仪器介绍一、验电器验电器是用检验物质是带电的仪。验电器的结构图1所示验电器的工原理是当带物质接触属球时就会有很的带电粒子到验电器面金属箔就会张开。电器金属箔开的角度物质带电量的大小成比。利用验电器断物质所带量正负的法很简单先一个物体与接触再将另一个物体球接触张角大表明两物带同种电张角变小或张角先变后变大表明物体带异电荷。二静电计

将验电器装上刻度盘与属底座就构成一个静电计静计的示意图如图静电计可以量1

带点物质的势。将带点质连接到球上显示的是对于地面的势。将两个体分别接金属球和底测得的就是两体的电势差三起电机

1验示静1

韦氏起电机氏起电机是验室常用起电机示意图如图3韦氏起电示意图2

韦氏起电机利用静电感原理制作它靠莱顿瓶累电荷。当累的电荷达到一定的量两个金属就会放电2

范德格拉夫电机图4范德格拉夫电机范德格拉夫电机是利用胶皮带将电荷从内部断的运送到极上使电机所带的电越来越多电也越来越。理论上对电位可以达无穷大。【实验内容实验一演示感起电1

摩擦起电两种物质相摩擦电子在的作用下从一个物体移到另一个体两个物体就会带异电荷。丝绸摩擦玻棒带正电。皮摩擦橡棒带负电。带电玻璃棒触验电器验器有张角带电橡胶棒触验电器张闭合。可见两个带号电荷。2

感应起电将带电物体近导体由于性相斥异相吸导体靠带点物质的分会带异号电荷远离部分带同种荷。3

将带电玻璃靠近验电器电器有张可见感应起。将一个接的导线接触验电器验器的张角闭。将导线开验电器玻棒也远离验器验电器又有张角表明电器带电。地的导线验电器上与璃棒同号的荷传到地验电器上就只与玻璃棒异的电荷。时拿带电橡棒接触验电验电器张闭合。图5静电感应演同理可用玻棒使枕型导带电。先近测量枕型体的两端发枕型导体两端带异号荷再分开枕导体玻璃远离用验电检验可以发枕型导体半带等量异号荷。3

起电盘感应电用丝绸或毛摩擦绝缘盘可使绝缘带电。将绝盘靠近铝盘盘感应起电用手接触盘再放开手离绝缘板盘带电。4

感应起电机电感应起电机利用静电感原理制作。用范德格拉起电机做人带电实验以使头发竖来但现象并十分明显只有一些头的飞扬。实验二演示电线的形象1

点电荷电场4

点电荷电场是球形发散。实验仪是图6示的有很多电羽的金属杆。将仪器连接起电机的一上就可以示呈发散性2

异号电荷电线将两个验羽分别接个电极即可示形状为中连通如图7。图3异号电荷场线3

同号电荷电线同号电荷电线同异号电电场线的法。结果与论一致。实验三静电平时导体上电的分布1

导体电荷分于外表面由于导体内带电粒子导内有场强会引起带电子的移动最导致导体内部场强为电荷只分布外表面。用一个球缺体和验电器可完成。将球缺导体带电的橡胶多次连接使球缺导体电用与验器连接的导线接触球缺的外表面和表面观察现外表面有数但内表面荷分布面有所以导体电分布于外表。5

2电荷分布与率有关电荷分布于率有光曲率大电荷分越多。用尖形布电和验电器演电荷分布曲率有关。尖形布电器电哟哦那不带电的金属棒触布电器的面和尖端可发现尖端验电张开的角度柱面大。图九图9电荷分布曲率关系3尖端放电因为尖端所的电荷很多以尖端会电。

图8

表荷布用起电机给形布电器带将蜡烛放前方即可发蜡烛火焰似被风吹向一边是尖端电引起的风动蜡烛火的。如图10图4尖端放电4

导体表面是电势面导体的表面自由电荷如表面不是电势的自由荷就会移动以导体表面是等电势。6

实验方法是尖形布电器电用一个导线将静计和尖形布器连接在起在布电器面移动金属可以发现电计的示数有发生变化见导体表面是电势面。图导体表面是等电面演示实验四静电屏导体处于平状态时导体部电场为。因为如果电场导体内自由电子就会移动最结果是使得体内的电为零此即静屏蔽。演示实验时属网的内不表面各接个验电羽发外面的验电张开而里面的没有张

如图。所以导体内部的电场为零发生静电屏。图12静电屏蔽实验五平行板容器的电容行板电容的公式为C为平行电容器的电为介电常S为平行板的面积d为平板之间的距离平行板电容器的电量为平行板的电势差实验装置7

图1

5平行板电容器的电研究带电量Q电势差的关系保持与d不变给增加电荷静电计示增加可见大U也变大。2C与d关系保持、Q变减少两板的离静电计数增加可见U变小即C变大即随的小而变大。3C与S的关系保持、Q变减少两板相对面积电计示数减可见U变大即C变小C的减小而减少。4