劉榮華　李小明

【關(guān)鍵詞】 物理教學(xué);靈敏驗(yàn)電器;自制;器材;構(gòu)造;裝置圖;用途;方法

【中圖分類(lèi)號(hào)】 G633.7

【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】 A

【文章編號(hào)】 1004—0463（2019）15—0189—01

我們針對(duì)原中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)室所配箔片驗(yàn)電器（J2304）實(shí)驗(yàn)效果不夠理想且數(shù)量不足的問(wèn)題，結(jié)合物理學(xué)科知識(shí)在學(xué)校創(chuàng)客空間開(kāi)展STEM教育活動(dòng)的廣泛運(yùn)用情況，研制了“多用靈敏驗(yàn)電器”，并指導(dǎo)學(xué)生參與自制過(guò)程，從而解決了實(shí)驗(yàn)中遇到的問(wèn)題，提升了學(xué)生的綜合素養(yǎng)。

一、所需器材及作用

1.圓錐形透明玻璃瓶（水養(yǎng)風(fēng)信子用）1個(gè)。

作用：作驗(yàn)電器的外殼用。原箔片驗(yàn)電器外殼所用材料前后平面是玻璃，圓弧形周?chē)墙饘?。用圓錐形透明玻璃瓶充當(dāng)驗(yàn)電器外殼具有360°的大觀察角度且絕緣性好。

2.長(zhǎng)約180mm有線電視電纜線（以下簡(jiǎn)稱(chēng)電纜線）一段。

作用：①制作驗(yàn)電器的絕緣導(dǎo)電桿;②電纜線護(hù)套內(nèi)的鋁箔用來(lái)制作驗(yàn)電器的金屬箔;③護(hù)套內(nèi)編制網(wǎng)的金屬絲用來(lái)把金屬箔掛在電纜線的銅線芯上。原箔片驗(yàn)電器的導(dǎo)電桿無(wú)絕緣層，容易漏電。

3.直徑約25mm的帶小孔木珠1顆。

作用：代替原箔片驗(yàn)電器頂端的金屬球，電纜線的銅線芯穿過(guò)木球小孔，使木球頂端僅露出一丁點(diǎn)銅線芯端頭。

4.塑料硅膠保溫瓶塞（8磅）1個(gè)。

作用：固定電纜線，且充當(dāng)密封玻璃瓶口的蓋子。

以上材料制作而成的“多用靈敏驗(yàn)電器”，外殼幾乎全絕緣，僅木球頂端露出一點(diǎn)銅線芯端頭，所以不易漏電。

二、教具構(gòu)造及裝置圖

1.教具構(gòu)造（見(jiàn)圖）

2.配套器件及其作用

（1）小麥秸稈牙刷：牙刷手柄替代摩擦起電用的橡膠棒，牙刷屬生活用品，容易找到且成本低。

（2）竹纖維洗碗布：替代摩擦起電用的毛皮，使用過(guò)程中環(huán)保無(wú)污染，容易找到且成本低。

（4）圓形金屬網(wǎng)筆筒：替代探究靜電屏蔽現(xiàn)象時(shí)所用的金屬網(wǎng)罩。

三、用途及實(shí)驗(yàn)方法

1.演示帶電體能夠吸引輕小物體。用竹纖維洗碗布（以下簡(jiǎn)稱(chēng)：洗碗布）摩擦過(guò)的小麥秸稈牙刷手柄（以下簡(jiǎn)稱(chēng)：牙刷手柄）接近驗(yàn)電器金屬箔正對(duì)面的圓錐形玻璃瓶外壁，看到金屬箔會(huì)明顯靠近牙刷手柄，說(shuō)明帶電體能夠吸引輕小物體。

2.檢驗(yàn)物體是否帶電。將某一物體接觸驗(yàn)電器木球頂端的金屬絲，若發(fā)現(xiàn)驗(yàn)電器的金屬箔張開(kāi)一定角度，則說(shuō)明該物體帶電，若驗(yàn)電器的金屬箔仍閉合，說(shuō)明該物體不帶電。

3.演示接觸起電。用洗碗布摩擦過(guò)的牙刷手柄接觸驗(yàn)電器木球頂端的金屬絲，發(fā)現(xiàn)驗(yàn)電器的金屬箔張開(kāi)較大的角度，牙刷手柄與驗(yàn)電器脫離接觸后，金屬箔仍張開(kāi)一定的角度，這說(shuō)明驗(yàn)電器已帶了電。

4.研究摩擦起電現(xiàn)象。例如：用洗碗布摩擦過(guò)的牙刷手柄接觸驗(yàn)電器木球頂端的金屬絲，發(fā)現(xiàn)驗(yàn)電器的金屬箔張開(kāi)較大的角度，說(shuō)明洗碗布和牙刷手柄相互摩擦后會(huì)帶電，再用毛皮摩擦過(guò)的橡膠棒接觸驗(yàn)電器木球頂端的金屬絲，發(fā)現(xiàn)驗(yàn)電器金屬箔張開(kāi)的角度變大，證明用洗碗布摩擦過(guò)的牙刷手柄帶負(fù)電。

5.探究靜電感應(yīng)現(xiàn)象。使帶電的牙刷手柄靠近驗(yàn)電器，但不接觸，可以看到驗(yàn)電器的金屬箔張開(kāi)，說(shuō)明驗(yàn)電器已帶了電;再使帶電牙刷手柄遠(yuǎn)離驗(yàn)電器后，驗(yàn)電器的金屬箔則閉合。

6.演示電荷間的相互作用規(guī)律。演示同種電荷相互排斥：先用洗碗布摩擦過(guò)的牙刷手柄使驗(yàn)電器帶上電，再次用洗碗布摩擦過(guò)的牙刷手柄靠近驗(yàn)電器的金屬箔，此時(shí)金屬箔遠(yuǎn)離牙刷手柄。演示異種電荷相互吸引：先用洗碗布摩擦過(guò)的牙刷手柄使驗(yàn)電器帶上電，再用絲綢摩擦過(guò)的玻璃棒靠近驗(yàn)電器的金屬箔，此時(shí)金屬箔靠近玻璃棒。

7.判斷物體所帶電性。先用洗碗布摩擦過(guò)的牙刷手柄使驗(yàn)電器帶上負(fù)電，再用帶電體靠近驗(yàn)電器的金屬箔，若金屬箔遠(yuǎn)離，說(shuō)明該帶電體帶負(fù)電;若金屬箔靠近，說(shuō)明該帶電體帶正電。

8.演示靜電屏蔽現(xiàn)象。使帶電牙刷手柄靠近驗(yàn)電器，但不接觸，可以看到驗(yàn)電器的金屬箔張開(kāi);用圓形金屬網(wǎng)筆筒罩在驗(yàn)電器上方，再使帶電牙刷手柄靠近驗(yàn)電器，此時(shí)觀察到驗(yàn)電器金屬箔不再?gòu)堥_(kāi)。

（本文系2018年度甘肅省“十三五”教育科學(xué)規(guī)劃一般自籌課題《普通高中創(chuàng)客教育內(nèi)容構(gòu)建與實(shí)施路徑的研究》研究成果，課題立項(xiàng)號(hào)：GS[2018]GHB3026）

編輯：張 昀