静电感应实验方法探讨
静电感应实验方法探讨
    静电感应实验方法探讨
  甘忠通 崇义中学 
    高中电场一章中关于静电方面的实验较多,而静电实验也是教师上课时较难控制的,甚至有些教师对静电实验进行了错误的讲解。其主要原因是没有深入的了解实验的一些条件，当然也有一些教师只是纸上谈兵，跟本没有自己认真去做实验，这样出现错误的讲解也就不足为奇了。静电感应是高中电场中第一节《电荷、库仑定律》中的第一个实验。这个实验现象在日常生活中应用的也很广泛，后面我们学习静电屏蔽等内容也是要用到它。可见对静电感应现象理解透彻对学生学好这一章知识非常重要，而教师上课时所需的静电，大部分人也是采用感应起电的方法获得，现于很少人用玻璃棒、橡胶棒摩擦起电了，因为这种摩擦起电所带的电量不是很足且易漏掉，对我们做静电实验影响较大，有些教师平时静电实验做不成功，这也是一个原因。现在我们来探讨静电感应实验的一些方法和注意事项。
    课本上是用带电小球、枕形导体来做这个实验的，这种方法有几个问题要解决。一是带电小
球如何带上足够的电量，且能保持较长时间不衰减；二是两金属箔是否容易张开和闭合；三是感应起电后的两枕形导体是否容易漏电。如果以上问题得以解决，这个实验也就成功一大半了，以下我们就来分析和解决。
    1、首先要对静电有深入的了解。所谓静电，就是不流动的电荷或称静电荷。它的产生有各种各样的原因，最简单的如摩擦起电，比较常见和常遇到的有：脱毛衣时衣服上出现的静电放电火花，在干燥季节时，人们在地毯上行走时就可能产生静电，当你的手伸向金属物体时，手指就会对它放电。。。。。。总之，产生了电荷，一时又流不走，或不能放掉，就形成静电（荷）。虽然静电荷的量很小，但其电压却很高，一般能达到千伏级，甚至万伏级。因为电压与电荷量成正比，而与电容成反比。可是电容通常都很小，所以静电荷的电压很高。
    实验室产生静电的方法有：一、摩擦起电。玻璃棒与丝绸摩擦、橡胶棒与毛皮摩擦；二、利用静电感应来带电。利用静电感应应使验电器带电；或利用起电盘感应起电；也可用韦氏感应起电机和范德格拉夫起电机起电。
    2、怎样保持静电不会很快的漏掉。从上我们知道，静电电压高，使得在静电中的绝缘体
如棉线、纸板等，可能变成导体。当带静电物体周围的空气湿度较大时，空气容易被电离而产生击穿，发生放电，称为静电放电；静电电量一般又很少，很快应会漏光。当然影响静电放电的因素很复杂，但主要的因素有以下几点：（1）  温度和湿度的影响。湿度和温度对静电放电都有影响，其中湿度影响更大。由于相对湿度增加则非导体材料的表面电导率增加（当相对湿度超过60%时，绝缘体表面会因吸附空气中的水分形成水膜，使材料表面的导电率大大增加），使物体积蓄的静电荷可以更快地泄漏而不容易积累，因此不容易产生静电放电现象。对人体来讲，相对湿度在30%-50%时，带电很多，而在超过70%时几乎不带电，因此在干燥寒冷的冬天，人与接触的物体就容易产生静电放电现象。（2）  电阻率。若绝缘体的体电阻率小于1010?. cm, 表面电阻率小于109?，一般不会积累静电荷。3）  表面状态。 接触带电主要是表面效应，因此表面污染，酸化，氧化吸附等对静电的影响很大。不同的材料，不同的表面状态，对静电的影响都不同，在实际的应用中，应根据不同的情况来处理物体的表面。另外，如尖端放电，接触时间等均能影响物体的带电。
    3、如何让金属箔张开。有些教师在两枕形导体的下端用胶水沾上烟箔纸，发现烟箔纸容易变形，不好控制。还有一个问题是不能用胶水，我们可用透明胶贴上去，让金属箔与枕形导体充分接触。
冬天消除衣服静电的好方法
    针对上面的分析，可对实验进行如下处理。1、保持C小球、A、B两枕形导体的绝缘性能，对器材进行清洗，可用酒精清洗。2、保持实验环境干燥通风，对仪器进行烘干或晒干。 3实验动作要快，以免电荷漏掉。3、用透明胶把细薄金属箔贴好，注意让它能自由轻松地张开。这样这个实验定能做成功。
    当然，课本上实验后面第三段说：“如果再让A 和B接触，它就不再带电，这说明A和B分开后所带的异种电荷是等量的，重新接触后等量异种电荷发生了中和。”这样一种现象还不足于说明这是等量异种电荷，因为A、B两枕形导体很容易漏电，而且受环境影响较大，两金属箔开张和闭合也不是很灵敏。所以我们可以改进这个装置,用两个指针验电器代替金属箔，然后用导线把枕形导体和指针验电器连接起来，指针验电器的外壳要接地。这样两枕形导体带电的情况就可直接通过指针验电器反应出来，提高它的精确度和灵敏度。

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