靜電組合演示儀說明書
靜電跳球:實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/span>
1.觀察錫箔小球在靜電場中的運(yùn)動;
2.理解平行導(dǎo)體平板產(chǎn)生的靜電場對錫箔小球的作用。
實(shí)驗(yàn)原理:
當(dāng)裝有金屬小球的圓形容器上下兩金屬板分別帶有正、負(fù)電荷時,此時金屬小球也帶有與下板同號的電荷。根據(jù)同號電荷相斥、異號電荷相吸的原理,金屬小球受下板的排斥和上板的吸引,躍向上板。一旦金屬小球與上板接觸后,金屬小球所帶的電荷被中和反而帶上了與上板相同的電荷,于是又被排斥返回下板。如此周而復(fù)始,可觀察到金屬小球在密閉的容器內(nèi)上下跳動。當(dāng)兩板電荷被中和時,金屬小球隨之停止跳動。
靜電滾筒:實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/span>
觀察放電產(chǎn)生的一種力學(xué)現(xiàn)象,思考放電力學(xué)現(xiàn)象的應(yīng)用,演示靜電電風(fēng)使?jié)L筒轉(zhuǎn)動的現(xiàn)象。
實(shí)驗(yàn)原理:
靜電滾筒實(shí)驗(yàn)的基本原理,在電學(xué)方面是放電,在力學(xué)方面是轉(zhuǎn)動定律。本實(shí)驗(yàn)的主要部件是一個緣塑料筒和兩個電桿,塑料筒可繞中軸自由轉(zhuǎn)動,兩個電桿安置在滾筒兩邊,且與滾筒中軸平行,每個電桿上平行排列著一排垂直于電桿但指向滾筒切線方向的金屬。
當(dāng)兩個針形電桿間加上高壓后,處的電荷面密度,附近的電場強(qiáng),強(qiáng)電場使附近空氣中殘存的離子發(fā)生加速運(yùn)動,被加速的離子與空氣分子相碰撞,使空氣分子電離,產(chǎn)生大量新的離子。與電荷異號的離子受吸引而趨向,后與上電荷中和;與電荷同號的離子受排斥而飛向遠(yuǎn)方形成“電風(fēng)”,即電離的氣體流,因此放電所產(chǎn)生的帶電粒子流推動滾筒而產(chǎn)生的力矩使?jié)L筒轉(zhuǎn)動。
靜電擺球:實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/span>
演示靜電感應(yīng)電場分布和電荷間的相互作用。
實(shí)驗(yàn)原理:
本實(shí)驗(yàn)裝置主要由豎直放置的兩塊平行導(dǎo)體平板和一個涂覆金屬膜的乒乓球懸掛于它們之間組成。實(shí)驗(yàn)時把兩塊導(dǎo)體平板和高壓靜電電源的正負(fù)相連。開啟高壓電源后,兩塊導(dǎo)體平板之間就產(chǎn)生了大體沿水平方向的電場。輕輕撥動懸掛乒乓球的緣細(xì)線,使乒乓球與某一平板相碰,乒乓球就帶上了與它接觸的板號相同的電荷;由于同號電荷相斥,乒乓球在被彈回排斥的同時,在電場力的作用下,又飛向另一板,接觸板時它先中和掉所帶的電荷,同時又帶上了與剛接觸的板號相同的電荷;同樣是同號電荷相斥,乒乓球又被彈
回排斥,在電場力的作用下乒乓球又向相反的方向飛去,在另一個板處開始重復(fù)上述過程。它來回往返碰撞,同時轉(zhuǎn)移電荷,能量的來源是與板相連的高壓靜電電源。靜電場對飛行中的帶電乒乓球所做的功補(bǔ)充了由于空氣阻力因素而產(chǎn)生的能耗,所以乒乓球在兩板間的來回跳躍可以持續(xù)地進(jìn)行。