蔣銀生

教科書中介紹的用絲綢摩擦玻璃棒、用毛皮摩擦橡膠棒起電效果不佳，原因是玻璃棒和橡膠棒不易保住電荷，而且摩擦起電電壓高，在高壓之下，玻璃棒和橡膠棒所帶電荷漏電較快。實(shí)驗(yàn)中，我發(fā)現(xiàn)用毛皮摩擦光盤做靜電實(shí)驗(yàn)，現(xiàn)象非常明顯。

用皮毛摩擦過的光盤起電有如下特點(diǎn)：

1.起電而不易“跑電”。光盤本身絕緣性能良好，即使用手接觸摩擦后的帶電光盤也不跑電。實(shí)驗(yàn)表明，光盤摩擦起電做靜電演示實(shí)驗(yàn)，達(dá)到了很好的教學(xué)效果。

2.光盤面積大，帶電量多，如果用皮毛不遺漏地摩擦光盤的整個(gè)表面，光盤就近似為一個(gè)均勻的帶電圓盤，離盤面較近的區(qū)域可視為勻強(qiáng)電場(chǎng)。

根據(jù)上述特點(diǎn)，我改進(jìn)了若干靜電實(shí)驗(yàn)。

靜電屏蔽實(shí)驗(yàn)是對(duì)“處于靜電平衡的導(dǎo)體，內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為零”最直觀的驗(yàn)證。一般物理書上介紹的實(shí)驗(yàn)操作方法是：用帶電的金屬球靠近驗(yàn)電器，驗(yàn)電器的箔片張開；用金屬網(wǎng)罩罩住驗(yàn)電器，讓帶電的金屬球靠近，驗(yàn)電器的箔片不張開。

按照此方法做實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不太明顯。這是因?yàn)榻饘偾虿荒軒л^多電量，再加上金屬網(wǎng)罩的限制，驗(yàn)電器上的金屬球與帶電金屬球不能靠得很近，因此驗(yàn)電器張角很小。

鑒于上述缺點(diǎn)，我對(duì)實(shí)驗(yàn)做了改進(jìn)。如圖一甲，取兩個(gè)相同的演示驗(yàn)電器，靠近放在實(shí)驗(yàn)桌上，用皮毛摩擦過的光盤代替帶電金屬球從驗(yàn)電器的上方靠近驗(yàn)電器，兩個(gè)驗(yàn)電器的箔片都張開，且張角很大。

按圖一乙所示，用金屬罩罩住左邊的驗(yàn)電器，將光盤靠近，發(fā)現(xiàn)左邊驗(yàn)電器的箔片不張開，右邊驗(yàn)電器的箔片張開。最后用金屬網(wǎng)罩罩住右邊的驗(yàn)電器，重復(fù)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果仍然是被罩的驗(yàn)電器的箔片不張開。

改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)觀象明顯，可見度增大，操作方便，由單一的不同時(shí)對(duì)比變?yōu)橥瑫r(shí)對(duì)比，學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的感性認(rèn)識(shí)大大增強(qiáng)。

一、氖泡放電實(shí)驗(yàn)

1.器材

皮毛、光盤A、氖泡B（試電筆上的氖泡、電子氖泡）、鋁質(zhì)盒C（易拉罐、鋁質(zhì)飯盒均可）。

2.實(shí)驗(yàn)過程

如圖二，將鋁質(zhì)盒C放在實(shí)驗(yàn)桌上，毛皮摩擦過的光盤A放在鋁質(zhì)盒C上，一只手捏住氖泡B的一個(gè)極，另一個(gè)極與鋁質(zhì)盒C接觸。這時(shí)，氖泡閃亮，同時(shí)發(fā)出“啪”的放電聲。氖泡B移離鋁盒C，光盤A遠(yuǎn)離鋁質(zhì)盒C。將氖泡B接觸鋁質(zhì)盒C，結(jié)果又發(fā)現(xiàn)氖泡閃光、發(fā)聲。重復(fù)實(shí)驗(yàn)，則氖泡能反復(fù)閃光、發(fā)聲。

二、滾動(dòng)的易拉罐

將空易拉罐放在光滑的桌面上，然后用摩擦過的光盤靠近易拉罐，可以看到易拉罐隨著光盤的移動(dòng)而滾動(dòng)。

該實(shí)驗(yàn)的原理是，由于易拉罐靠近帶負(fù)電的光盤感應(yīng)起電，易拉罐帶上了正電，所以易拉罐隨著光盤的移動(dòng)而滾動(dòng)。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象很形象地演示了感應(yīng)起電現(xiàn)象。

三、轉(zhuǎn)彎散開的水滴

在空的塑料瓶底端扎一個(gè)小孔，向塑料瓶中裝滿水，接著將它固定在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上，底端放一個(gè)盛水盆，即有一股線狀水滴流入水盆中，用帶電的光盤靠近水流附近，可以明顯看到水流向光盤方向偏轉(zhuǎn)，同時(shí)四處散開。

當(dāng)帶電的光盤靠近水流時(shí)，由于靜電感應(yīng)，線狀的水流感應(yīng)帶上相反的電荷，水滴就向著帶電光盤方向偏轉(zhuǎn)和四處散開。

以上實(shí)驗(yàn)取材簡(jiǎn)單、趣味性強(qiáng)，同學(xué)們?cè)诩乙部梢宰觥２贿^在做實(shí)驗(yàn)時(shí)要注意：實(shí)驗(yàn)前將光盤表面及其他絕緣材料用干凈的布擦干凈；盡量選擇空氣濕度不大的天氣，若空氣濕度大，可將光盤、驗(yàn)電器放入干燥箱內(nèi)烘干，以保持絕緣材料的絕緣性能。