伟德bv网页版來談談驗電器與靜電計的區別

在高中物理電場中,有兩(liang) 個(ge) 形狀很相似的實驗儀(yi) 器驗電器和靜電計,驗電器的作用是檢驗帶電體(ti) 是否帶電,而靜電計的作用是測量電勢差,這讓許多學生產(chan) 生了疑惑,這兩(liang) 個(ge) 看似相同的實驗儀(yi) 器怎麽(me) 會(hui) 在工作時有如此大的區別,它們(men) 的工作原理又是什麽(me) ?帶著這樣的疑問我們(men) 一起來認識它們(men) 。

一、驗電器

它的工作原理我們(men) 比較好理解。當帶電體(ti) 用導線與(yu) 驗電器聯結時,金屬杆便成為(wei) 帶電導體(ti) 、金屬杆、金屬箔本身所組成的整體(ti) 的一部分。達到靜電平衡時,金屬杆和金箔將從(cong) 帶電體(ti) 上分得同種電荷。根據同種電荷相斥原理,金屬箔將張開一定的夾角,而且金屬箔上的帶電越多,張開的角度就越大。

二、靜電計

當靜電計的金屬杆同帶電體(ti) 相連時,金屬杆和金箔與(yu) 導體(ti) 成等勢體(ti) ,即具有相同的電勢。同時使金箔上帶上了同種電荷,金箔的張角本是由它上麵的帶電量多少來決(jue) 定,金箔上的帶電量多,則張角就大。但對與(yu) 靜電計來說,金屬瓶常接地,電勢為(wei) 零,當金屬杆和金箔帶電後,由於(yu) 靜電感應使金屬瓶的內(nei) 表麵帶上與(yu) 金屬杆及金箔幾乎等量的異號電荷。因此金屬杆和金屬瓶左右內(nei) 壁組成了兩(liang) 個(ge) 特殊的電容器,它們(men) 具有一定的電容,並處於(yu) 並聯的關(guan) 係。當靜電計帶電後,相當於(yu) 電容器充了電,靜電計內(nei) 就會(hui) 形成電場,如果我們(men) 把這電場看成是勻強電場,場強由此,我們(men) 可以知道在認為(wei) 靜電計中的電場為(wei) 勻強電場的前提下,靜電計金箔的張角與(yu) 電勢差的關(guan) 係並不成正比,因此我們(men) 隻能說,電勢差越大張角也越大。

三、驗電器與(yu) 靜電計的區別及

1.從(cong) 結構上看:

驗電器主要由金屬球、金屬杆和金箔三部分組成,它們(men) 成為(wei) 了一個(ge) 孤立導體(ti) ,與(yu) 外界沒有接觸。而靜電計的主要部分是有金屬球、金屬杆、金箔和金屬外殼構成,金屬球、金屬杆和金箔連接成了一體(ti) ,金屬外殼與(yu) 地球又連接成了一體(ti) ,而這兩(liang) 體(ti) 就組成了一個(ge) 電容器,在金屬殼內(nei) 會(hui) 產(chan) 生分布不均勻的電場。

2.從(cong) 原理上看:

驗電器的工作原理是由於(yu) 金屬杆和金箔中帶有同種電荷,由於(yu) 同種電荷相互排斥,因此是電荷之間的庫侖(lun) 力使金箔張開。而驗電器工作時,由於(yu) 在金屬杆和金屬外殼上形成了異種電荷,金屬外殼內(nei) 就形成了電場,

而金箔中的電荷正是由於(yu) 受到了電場力的作用,才使金箔張角發生了變化。

3.從(cong) 功能上看:

驗電器主要功能是檢驗導體(ti) 是否帶電,一般情況下,驗電器不能測量帶電導體(ti) 的電量多少,更不能測量電勢差;而靜電計的功能主要是測量電勢差,當然也可以用作驗電器,來檢驗接觸導體(ti) 是否帶電。

驗電器和靜電計是研究靜電場特性的兩(liang) 種重要實驗儀(yi) 器，但對於(yu) 這兩(liang) 種儀(yi) 器在結構和作用方麵的異同，多數學生並不十分清楚，甚至存在一些誤解。例如認為(wei) “隻要把驗電器的金屬箔換成金屬指針就變成了靜電計”，驗電器可以用來檢驗和比較不同帶電體(ti) 所帶電量的多少”，“靜電計不能用來測量直流電路中的電勢差”等。對於(yu) 這些似是而非的認識，有的老師的認識也是模棱兩(liang) 可，說不清楚。為(wei) 了澄清上述問題，本文對這兩(liang) 種儀(yi) 器在結構和作用方麵的差異作簡要辯析。