[摘 要]靜電實驗是物理電學實驗中的重要組成部分,常見靜電演示儀中多為演示單個靜電知識點,實踐中發現利用尖端放電針和兩塊靜電感應鋁盤組合起來,可以綜合演示靜電感應和尖端放電現象,將尖端放電和靜電感應綜合起來進行探究、構想,使所學靜電學知識融合起來,具有突破性和新穎性,定會得到中學和大學物理教師的青睞。
[關鍵詞]尖端放電 靜電感應 綜合演示
(一)設計構想
大中學物理實驗中有很多關於靜電現象方面的演示儀器,如尖端放電、避雷針演示儀、靜電感應盤、靜電跳球、擺球和靜電除塵等。但它們只演示了靜電現象中的一個知識點,沒有將它們有效地綜合起來。實踐中發現,放置於尖端放電針附近的鋁盤上出現電荷,用驗電器檢驗帶電現象明顯。經探究發現,可用靜電學理論分析解釋: 這種現象是源於靜電感應原理,從而使第二塊鋁盤上產生出感應電荷,於是將尖端放電和靜電感應現象結合起來綜合構想,研製出這款靜電現象綜合演示儀。
這個實驗裝置對現有靜電現象實驗演示儀有較大的拓展與創新,是一次突破,不僅體現了靜電學方面綜合的理論知識,而且蘊含了豐富的實驗技術技能,具有較強的探索性和挑戰性。
(二)實驗儀結構示意圖與實物圖
1.實驗儀結構示意如圖1所示,儀器裝置各部件名稱如下:
①螺絲;②尖端放電針;③尖端支架;④圓形鋁盤;⑤固定滑槽;⑥核心裝置底座;⑦維氏起電機;⑧導線;⑨驗電器。
2.靜電現象綜合演示儀的實物如圖2中間部分所示。
(三)實驗原理
起電機產生的電荷聚集在尖端放電針上,