高中物理新课标选修1-1安排了一个“观察电荷在导体上的分布”的演示实验,目的是探究电荷在带电导体表面上的分布规律,由于原实验不能保证在三次检验带电情况过程中导体带电量相等,现对该实验进行改进,方法介绍如下。
一、原实验方法
如图1,把导体安放在绝缘支架上,并使导体带电。然后用带绝缘柄的验电球P接触它的A点,再与验电器接触,检验A点带电情况。按同样的方法也可以检验B点、C点的带电情况。
二、改进后实验方法
实验装置:
如图2,用铁丝围成和尖形导体外形曲率一致的一段,把和导体平直部分相对一端围成“U”形插入用木方做成的支架内。在铁丝上套上两段塑料管,起绝缘作用。用香烟内锡箔纸剪两段宽为1.5cm,长10cm(长短依支架的高度而定)以上的箔片,把箔片的一端围个圈,用胶水粘牢,套在塑料管上(图中A、B位置),使支架高于导体2~3cm。
实验方法:
把支架靠近导体,箔片和导体水平相距约6~7cm左右,保持箔片A、B与导体距离相等。使导体带电,由于静电感应可看到箔片B首先接触导体。说明B处所带的电荷多于A处。电荷在导体表面的分布是不均匀的:突出的位置,电荷比较密集;平坦的位置,电荷比较稀疏。
说明:
1.箔片的长度、箔片与导体的水平间距,要根据实验情况来确定,以保证实验效果最佳。即A刚好接触导体,B只有摆动趋势,没有接触上导体。
2.实验装置简单,效果明显。
3.保证了在检验导体带电情况过程中,导体带电量相等。
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