验电器与静电计

如何理解“静电计”

如何理解“静电计”作者：赖晓芳来源：《江西教育·综合版》2011年第09期静电计是一种很少用的电学仪器，是高考不作要求的一种演示实验器材。

因此，对很多教师来说，静电计是“匆匆相逢不相识”的“匆匆过客”，仔细分析可知静电计既是电容器，又是验电器，同时它还是电压表。

一、静电计是一个“电容器”如图1是一个静电计构造示意图，其中①是金属球，②是金属杆，③是指针，④是金属外壳，⑤是绝胶环，⑥是绝缘底座。

我们从静电计的结构可以看出：金属杆及指针与金属外壳是相互靠近又彼此绝缘的金属导体，构成了一个电容器。

但由于正对面积小、距离大，电介质又是空气，所以静电计是一个电容很小的电容器。

指针偏转带来的变化很小，因此静电计的电容是一个不变的常数。

二、静电计是一个“验电器”当静电计接上一定电压时，金属杆和指针都带同一种电荷，它们相互排斥，指针偏转一定角度。

指针偏转角度越大，说明静电计的电荷量越大，因此静电计又是一个验电器。

那么静电计与验电器是否完全相同呢？有什么区别与联系吗？请看下面的表一：三、静电计是一个“电压表”静电计指针的偏角取决于它的带电量，而静电计的带电量与它的电压成正比。

因此，静电计指针的偏角大小就反映了它所测的电压大小。

从这种角度看静电计又是一个“电压表”。

那么静电计与电压表又有什么区别和联系呢？请看下面的对比分析表二：四、静电计的测量原理如图2所示，被测电容器a、b两板构成的平行板电容器，电量为Q，电压为U。

当静电计与之并联时有一部分电荷流向静电计，使静电计的指针发生偏转，直到电压相等时电荷停止流向静电计，这时指针偏角不变。

当静电计与被测电容器并联时，被测电容器的电量减小，电压也随之减小，静电计显示的电压要比原来没有并联静电计的电压小。

但由于静电计的电容很小，被测电容器的电量、电压的变化也很小，因此可以认为静电计显示的电压就是我们需要测量的被测电容的电压。

五、演示实验分析如果像教材中的“演示实验”那样保持b板不动，把a板左移，两板间的距离增大，a,b两板的正负电荷之间的相互作用减弱。

验电器静电计和电压表广东梅东山中学物理组王彦武验电器

验电器、静电计和电压表广东梅县东山中学物理组王彦武验电器、静电计和电压表是在高中物理电学部分学习中常用到的仪器。

而中学实验室中常用的箔片验电器和静电计结构很相似、静电计和电压表又都有测量电势差的功用，许多学生总是把它们混淆。

本文就这三种仪器的结构原理及主要功能和用途作一些探讨。

一、结构原理辨析1、验电器验电器的主要结构是一根上端带有金属球、下端悬挂两片可以张开和闭合的金属箔片的金属杆。

为了避免气流对箔片的影响，把金属杆和箔片封闭在透明的玻璃瓶中，并且金属杆和瓶之间是绝缘隔开的（如图1）。

而现在中学电学实验室最常见到的箔片验电器（如图2），与图1所示不同的是把作为封闭外壳的玻璃瓶换成了前后镶有玻璃的金属外壳。

当带电体接触或靠近金属小球时，金箔便得到或感应到同种电荷，因同种电荷相斥而张开。

金属箔片张角的大小取决于其所带电荷量的多少，与杆和外壳间电势差无关。

即便是用验电器来比较带电体电势的高低，也是通过带电体传递（或感应）给金属球和金属杆的电荷而使金属箔片张角的大小来定性判定。

并且在使用时验电器的外壳不和其它导体相连或接地，因此，无论验电器的外壳是不是金属，由金属球、金属杆和箔片构成的验电器的主要构件都可以看作一孤立导体。

2、静电计静电计由验电器改进而成。

把验电器的玻璃瓶改为金属盒（前面留一玻璃窗作观察用，后面装标有刻度的毛玻璃），金属箔片改为可绕水平轴灵活转动的金属指针，盒底部有一个可与其它导体相连或接地的接线柱，这样就成了能定量测量电势差的静电计（如图3）。

测量导体间的电势差时，将金属杆和盒上接线柱分别与导体相连，杆与盒间便出现电场，指针表面电荷因受电场力作用（金属杆上同种电荷的斥力及金属盒内壁异种电荷的引力），使指针发生偏转。

被测导体间电势差越大盒内场强越大，指针的偏角也越大。

在测量导体间的电势差或某一导体的电势时，静电计外壳必须和一导体相连或接地，所以，主要用于测量电势差的静电计实质就是一电容很小且固定（金属杆和指针与外壳正对面积很小且不变）的电容器。

验电器与静电计一．验电器的解析验电器的原理是静电感应带正电的过来，验电器内部上面感应负电，金箔感应正的电，同种电荷相互排斥，电性越大张角越大。

当已知物体带电时，若要识别它所带电荷的种类，只要先把这带电体与金属球接触一下，使金箔张开。

然后，再用已知的带足够多正电的物体接触验电器的金属球，如果金箔张开的角度更大，则表示该带电体的电荷为正的；反之，如果金箔张开的角度减小，或先闭合而后张开，则表示带电体的电荷是负的。

二、静电计的解析当静电计的金属杆同带电体相连时,金属杆和金箔与导体成等势体,即具有相同的电势。

同时使金箔上带上了同种电荷,金箔的张角本是由它上面的带电量多少来决定,金箔上的带电量多,则张角就大。

但对与静电计来说,金属瓶常接地,电势为零,当金属杆和金箔带电后,由于静电感应使金属瓶的内表面带上与金属杆及金箔几乎等量的异号电荷。

因此金属杆和金属瓶左右内壁组成了两个特殊的电容器,它们具有一定的电容,并处于并联的关系。

当静电计带电后,相当于电容器充了电,静电计内就会形成电场,如果我们把这电场看成是匀强电场,场强由此,我们可以知道在认为静电计中的电场为匀强电场的前提下,静电计金箔的张角与电势差的关系并不成正比,因此我们只能说,电势差越大张角也越大。

三、验电器与静电计的区别及联系1.从结构上看:验电器主要由金属球、金属杆和金箔三部分组成,它们成为了一个孤立导体,与外界没有接触。

而静电计的主要部分是有金属球、金属杆、金箔和金属外壳构成,金属球、金属杆和金箔连接成了一体,金属外壳与地球又连接成了一体,而这两体就组成了一个电容器,在金属壳内会产生分布不均匀的电场。

2.从原理上看:验电器的工作原理是由于金属杆和金箔中带有同种电荷,由于同种电荷相互排斥,因此是电荷之间的库仑力使金箔张开。

而验电器工作时,由于在金属杆和金属外壳上形成了异种电荷,金属外壳内就形成了电场,而金箔中的电荷正是由于受到了电场力的作用,才使金箔张角发生了变化。

浅谈验电器、静电计、电压表的区别

题，上一题的拓展．是
体的电势相等时，电荷停止流动．显然带电体电势的绝对值越大，传给验电器的电荷就越多，金箔张开的
角度就越大，因此根据金箔张角的大小，可以定性地比较不同带电体电势的高低．但带电体的电势高，并
功为
＝ｐＳ２＝５ｏｈ０Ｊ
（）１检验导体是否带电
将被检验导体与验电器的金属球直接接触或用导线将二者相连，观察验电器金箔是否张开，即可判断导体是否带电．也可让被检验导体不与验电器接触而只靠近其金属球，如果导体是带电的，由于静电感应也会使验电器的金属球和金箔上分别感应出异种电荷而使金箔张开．（）２检验导体所带电性让已带正电的验电器的金属球与被检验导体相
维普资讯
２０年第８０６期
物理通报
物理教学讨论
浅谈验电器、电计、第一中学山东东明２４０）＂．０）１５
笔者在教学中发现，部分学生到高三还没弄清
靠近，如果验电器的金箔张角变大，明被检验导体说
：
从上面的例题使我们进一步明确了连通器问题
的解题的方法．只要认真审题，抓住关键，就不难突
破难关．
５０Ｊ
在１０ｍ以后再提升５ｍ的过程中，拉力对活塞做的
一
３１ —
维普资讯
２０第８期０６年
物理通报
３电压表
验电器的外壳既可以是金属的
也可以是非金属的．电计的静
外壳一定是金属的，因而外壳对电场有一定的屏蔽作用．静

“静电计”能够测量电势差的原理解释

“静电计”能够测量电势差的原理解释物理教材中提到静电计是在验电器的基础上制成的，用来测量电势差。

把它的金属球跟一个导体连接，把它的金属外壳跟另一个导体连接（或同时接地），从指针的偏转角度就可以测出两个导体间的电势差。

对于其中的原理书中没有过多的解释，现结合验电器的原理作以下探讨。

验电器的是根据同种电荷相互排斥的原理制成的，让验电器的金属小球带上点，通过金属杆与金属小球相连的两个金属箔片也会带上同种电荷。

同种电荷互相排斥，金属箔片就会张开一定的角度。

带电小球带的电量越多，金属箔片带的电量也越多，排斥力就越大，张角也就越大。

静电计根据验电器的原理，加以改造，可根据张角的大小来判断电压的大小。

如右图所示，验电器与静电计在结构上基本相同，与验电器相比，静电计上的两个金属箔其中一个固定（如右图中粗线所示），另一个可以自由张开（作为测电压大小的指针），在加上刻度盘，就成了静电计。

与验电器张角大小的原理一致，静电计张角的大小反映的是“金属箔”带电的多少，即张角的大小由“金属箔”带电的多少决定。

但静电计又如何反映出电压的大小，可结合验电器从静电感应的角度作出解释：验电器的金属箔带电，可能是验电器本身的金属小球带电，然后传给金属箔，使其有一定的张角。

若验电器本身带的电越多，则张角越大。

另外如发生静电感应，也可使金属箔张角发生变化。

如右图，如让一带正电小球靠近验电器的金属小球，由于静电感应，验电器的金属小球就会带上负电荷，而金属箔带上正电荷，验电器也会张开一角度。

若带电小球离验电器的金属小球越近，则静电感应越强，验电器的金属小球带的负电荷与金属箔带的正电荷都会增加，金属箔的张角也就越大。

电容器的两个极板也存在着静电感应，如果两极板的距离增大，两极板的静电感应势必减弱，这样电容器B板右侧所带的正电量+Q会减少+△Q，减少的部分电量+△Q传给大地，A板左侧所带的负电荷-Q也会减少相应的-△Q，减少的部分电量-△Q只能传给静电计的金属箔，由于金属箔所带的电量增加-△Q，总电量变为-(q+△Q)这样金属箔的张角变大，对应着电容器两极板间距离增大，电容C减小，电压U变大。

高中物理论文：浅谈验电器与静电计的差异

浅谈验电器与静电计的差异验电器和静电计是研究静电场特性的两种重要实验仪器，但对这两种仪器在结构和作用方面的异同，多数学生并不清楚，甚至存在一些误解。

例如认为“只要把验电器的金属箔换成金属指针就变成静电计”，对“静电计为什么能测量电势差”、“静电计不能用来测量直流电路的电势差”等问题，有些老师的认识也是模棱两可，说不清楚。

为此，本文对这两种仪器的结构和用途等方面的差异作些必要的辨析。

一、构造上的差异最常用的金箔验电器，它是检验物体是否带电的最简单的仪器，构造如图1a所示。

在玻璃瓶口处有一橡胶塞，塞中插一根金属杆，杆的上端有一金属球，下端悬挂一对金箔（或铝箔）。

当带电体与金属小球接触时，箔片因带同性电荷相排斥而张开。

为了避免气流的影响，金属棒和箔片封闭在一个玻璃瓶中，棒与瓶间有绝缘材料相隔。

高中物理课本上介绍的验电器如图1b，是历史上第一个验电器，是英国的W·吉伯在实验过程中制作的，也是金箔验电器，结构基本上相同。

而静电计是用静电方法测量电势差的仪器。

实验室常用的静电计是布劳恩静电计，如图1c所示。

它的结构是在一绝缘底座上装一鼓形铁壳，铁壳的前面装有透明玻璃，后面装有标有刻度的毛玻璃，在金属壳中绝缘地安装一根金属杆，杆的上端为金属小球，金属杆下部的水平轴上装有金属指针，可绕水平轴灵活转动。

圆筒的底部有接线柱，可用来接地或与其他导体相连。

这样，静电计的金属外壳与内部的金属杆及金属指针构成了一个特殊的电容器。

二、工作原理及用途上的差异1．验电器原理及其用途验电器的原理：当验电器指示系统带电后，由于同种电荷的排斥力使指示器发生偏转，它是从力的角度来反映导体带电的情况。

当指示系统具有一定的偏转角时，其重力矩与静电力矩平衡。

验电器的主要用途：检验物体是否带电，比较带电的种类以及所带电荷量的多少等。

（2）静电计原理及其用途静电计的原理是：从上面的构造分析，我们知道静电计本身其实就是一个电容器。

金属球、金属杆、指针相当于电容器的一个电极，金属外壳也相当于一个电极，它们之间是绝缘的。

浅谈验电器与静电计的差异

摘要在斯课程理念下的初中物理实验中，蕴藏着极其活跃的因素，时会出现许多学生意想不到的问题．些问题是培随这
养学生创新能力的宝贵的课程资源。
关ｔ词创新能力物理实验创造性思维探究性
一
可近似认为静电计的电容值不变。现以测电容器电压（图２为例说明其原理。将一个已充电电如）
量为Ｑ的平板电容器与静电计相连，时指针和此
金属杆带正电，壳的内表面将出现负的感应电外荷，从而在金属杆与外壳间形成电场，针表面的指电荷受到电场力的作用，者说受到来自杆上同或
静电计的原理是：上面的构造分析，从我们知
道静电计本身其实就是一个电容器。金属球、金
属杆、针相当于电容器的一个电极，属外壳也指金
相当于一个电极，们之间是绝缘的。其电容的它大小由金属壳的几何尺寸的大小和金属杆及指针的长短、置所决定。因为指针的偏转角变化对位静电计的电容的影响很小，在指针转动过程中故
为此，文对这两种仪器的结构和用途等方面的本
差异作些必要的辨析。
ａ
ｂ
ｃ
图ｌ
１构造上的差异
验电器的原理：当验电器指示系统带电后，由

验电器静电计电压表的工作原理

教材上说得比较简单,学生在理解"根据指针所指刻度，可以电容器两极板间的电势差"不易弄清，现分析如下:将静电计的金属球和金属外壳分别与被测量的导体用导线连接，例如分别与平行板电容器的正负极板相连．当电荷停止移动后，静电计的金属杆与外壳之间的电势差，跟平行板电容器两极板间的电势差相等．由于静电计也是一个电容器，其指针所带电荷量跟指针和外壳间的电势差成正比，电势差越大，指针带电荷量越多，张开的角度也越大，所以根据指针所指刻度，可以定量地知道指针与外壳问的电势差，也就知道了平行板电容器两极板间的电势差．由于静电计的电容量很小，所获得的电荷量与平行板电容器原来所带电荷量相比较可以忽略不计，故可认为测量前后平行板电容器所带电荷量基本不变，两板电势差也基本不变．静电计与验电器验电器和静电计是研究静电场特性的两种重要实验仪器，但对这两种仪器在结构和作用方面的异同，多数学生并不清楚，甚至存在一些误解。

例如认为“只要把验电器的金属箔换成金属指针就变成静电计”，对“静电计为什么能测量电势差”、“静电计不能用来测量直流电路的电势差”等问题，有些老师的认识也是模棱两可，说不清楚。

为此，本文对这两种仪器的结构和用途等方面的差异作些必要的辨析。

一、构造上的差异最常用的金箔验电器，它是检验物体是否带电的最简单的仪器，构造如图1a所示。

在玻璃瓶口处有一橡胶塞，塞中插一根金属杆，杆的上端有一金属球，下端悬挂一对金箔（或铝箔）。

当带电体与金属小球接触时，箔片因带同性电荷相排斥而张开。

为了避免气流的影响，金属棒和箔片封闭在一个玻璃瓶中，棒与瓶间有绝缘材料相隔。

高中物理课本上介绍的验电器如图1b，是历史上第一个验电器，是英国的W·吉伯在实验过程中制作的，也是金箔验电器，结构基本上相同。

而静电计是用静电方法测量电势差的仪器。

实验室常用的静电计是布劳恩静电计，如图1c所示。

它的结构是在一绝缘底座上装一鼓形铁壳，铁壳的前面装有透明玻璃，后面装有标有刻度的毛玻璃，在金属壳中绝缘地安装一根金属杆，杆的上端为金属小球，金属杆下部的水平轴上装有金属指针，可绕水平轴灵活转动。

验电器与静电计的区别

验电器与静电计的区别在高中物理电场中,有两个形状很相似的实验仪器验电器和静电计,验电器的作用是检验带电体是否带电,而静电计的作用是测量电势差,这让许多学生产生了疑惑,这两个看似相同的实验仪器怎么会在工作时有如此大的区别,它们的工作原理又是什么?带着这样的疑问我们一起来认识它们。

一、验电器它的工作原理我们比较好理解。

当带电体用导线与验电器联结时,金属杆便成为带电导体、金属杆、金属箔本身所组成的整体的一部分。

达到静电平衡时,金属杆和金箔将从带电体上分得同种电荷。

根据同种电荷相斥原理,金属箔将张开一定的夹角,而且金属箔上的带电越多,张开的角度就越大。

二、静电计当静电计的金属杆同带电体相连时,金属杆和金箔与导体成等势体,即具有相同的电势。

同时使金箔上带上了同种电荷,金箔的张角本是由它上面的带电量多少来决定,金箔上的带电量多,则张角就大。

但对与静电计来说,金属瓶常接地,电势为零,当金属杆和金箔带电后,由于静电感应使金属瓶的内表面带上与金属杆及金箔几乎等量的异号电荷。

因此金属杆和金属瓶左右内壁组成了两个特殊的电容器,它们具有一定的电容,并处于并联的关系。

当静电计带电后,相当于电容器充了电,静电计内就会形成电场,如果我们把这电场看成是匀强电场,场强由此,我们可以知道在认为静电计中的电场为匀强电场的前提下,静电计金箔的张角与电势差的关系并不成正比,因此我们只能说,电势差越大张角也越大。

三、验电器与静电计的区别及联系1.从结构上看:验电器主要由金属球、金属杆和金箔三部分组成,它们成为了一个孤立导体,与外界没有接触。

而静电计的主要部分是有金属球、金属杆、金箔和金属外壳构成,金属球、金属杆和金箔连接成了一体,金属外壳与地球又连接成了一体,而这两体就组成了一个电容器,在金属壳内会产生分布不均匀的电场。

2.从原理上看:验电器的工作原理是由于金属杆和金箔中带有同种电荷,由于同种电荷相互排斥,因此是电荷之间的库仑力使金箔张开。

验电器-静电计-电压表的作用及应用---重点

验电器、静电计、电压表的作用及应用--定量测量两导体的电势差．将静电计的金属球和金属外壳分别与被测量的导体用导线连接，例如分别与平等板电容器的正负极板相连，当电荷停止移动后静电计的金属杆与外壳之间的电势差跟平行板电容器两极板间的电势差相等，由于静电计也是一个电容器其指针所带电量跟指针和外壳间的电势差成正比，电势差越大，指针带电量越多，张开的角度越大，所以根据指针所指刻度，可以定量地知道指针与外壳间的电势差，也就知道平等板电容器两极板间的电势差，由于静电计的电容量很小，所获得的电量与平行板电容器原来所带电量相比较可以忽略不计，故可认为测量前后平行板电容器所带电量基本不变，两极电势差也基本不变．验电器、静电计、电压表在物理实验研究中的重要作用近年来的高考中很注重关于课堂上演示实验的考查．这方面又以电学实验为多，其中最常用的有：验电器、静电计和电压表，它们之间既有区别又有联系，对它们的专题复习既能巩固静电感应和静电平衡等基本概念和规律，又能培养联系实际、分析问题的能力．下面我们从七个方面，进行分析研究．1、验电器金属箔的张角与哪些因素有关【实验1】取两个完全相同的带有绝缘柄的金属小球A和B，相互接触后，用起电机给它们带电，这样A、B就带有等量同种电荷了，先使A与验电器金属球接触可观察到金属箔张开一角度，如图1所示，再把B球与验电器金属外壳（与地绝缘）接触，可观察到金属箔立即下垂并闭合，如图2所示，如果使A，B带等量异种电荷，即把A、B两金属小球分别与起电机上的两个金属小球接触带电，且A，B同时离开起电机，就可使A、B带等量异种电荷，重做上述实验，金属箔不仅不下垂，反而张角变大，如图3所示．上述实验现象说明，验电器中金属箔是否张开，以及张角大小，除了与金属箔是否带电及带电多少有关外，还与金属杆与外壳之间电势差的大小有关，电势差越大，张角越大，电势差越小张角越小．2、验电器的主要作用（1）检验导体是否带电，将被检验导体与验电器的金属球直接接触或用导线将二者相连，观察验电器金箔是否张开，即可判断导体是否带电，也可让被检验导体不与验电器接触而只靠近其金属球，如果导体是带电的由于静电感应也会使验电器的金属球和金箔上分别感应出异种电荷而使金箔张开．（2）检验导体所带电性：让已经带上正电的验电器的金属球与被检验导体相靠近，如果验电器的金箔张角变大，说明被检验导体带正电，这是由于同性电荷相斥，使验电器金属球上的电荷向金箔转移而使其张角变大，如果验电器的金箔张角变小，说明被检验导体带负电或者不带电，这是由于异性电荷相吸，使金箔上的正电荷向金属球转移而使张角变小，在这种情况下，可让被检验导体靠近已知带上负电的验电器的金属球，若金箔张角变大，可确认被检验导体必带负电．（3）比较不同导体的电势高低：将同一个原来不带电的验电器的金属球分别与带正电的导体A和B先后连接观察金箔张角的大小，张角大时则所连导体的电势高，若两导体均带负电，则张角大时所连导体的电势低，这是因为，带电体传给验电器的电量的多少，其实并不决定带电体所带电量的多少，而是决定于开始未连接时带电体和验电器之间的电势差，开始时验电器不带电我们可以规定它的电势为零，验电器的金属球、金属杆虽然是孤立的导体，但也有确定的电容（当然非常小），当用导线将带电体和金属球连接后，带电体的电荷流向验电器，使验电器的电势逐渐升高（或降低），直到验电器与所连导体的电势相等时，电荷停止流动，显然带电体电势的绝对值越大，传给验电器的电量就越多，金箔张开的角度就越大，因此根据金箔张角的大小，可以定性地比较不同带电体电势的高低，但带电体的电势高，并不等于所带电量多，因此我们不能根据金箔张角的大小来比较不同带电体所带电量的多少，至多可用来比较同一带电导体在哪一次带电量较多．3、静电计为什么可测出带电体的电势和电势差呢？通过实验1我们可以知道，验电器金属箔是否张开，以及张角大小，是由金属杆与外壳之间的电势差决定的，如果把验电器的两个金属箔换成一个固定金属片和一个灵活转动的指针，根据所加电势差和指针偏转角度的大小进行刻度，这样指针每偏转一个角度就表示出金属杆与外壳之间的电势差，这就成为一个可测量电势差的静电计了．4、静电计的主要作用【实验2】测定平行金属板之间的电势差的实验装置如图4所示，将A、B两块带有等量异种电荷的金属板分别与静电计的金属球及外壳接线柱相连，静电计指针偏转，示数即为平行金属板间的电势差，如果像图1那样连接，这时B板与静电计外壳都接地，它们与大地电势相等，A板与大地的电势差也就等于A板与B板的电势差．【实验3】测定带电体的电势的实验装置如图5所示，将静电计的金属球与带电体C 用导线连接上静电计外壳接地，静电计指针偏转示数即表示带电体与大地的电势差，这个差值就是带电体C的电势．静电计也称为指针式验电器这说明它完全具备验电器的各种作用．由于静电计的特殊结构，使得它又具备验电器不能替代的某些作用．（1）定量测量两导体的电势差．将静电计的金属球和金属外壳分别与被测量的导体用导线连接，例如分别与平等板电容器的正负极板相连，当电荷停止移动后静电计的金属杆与外壳之间的电势差跟平行板电容器两极板间的电势差相等，由于静电计也是一个电容器其指针所带电量跟指针和外壳间的电势差成正比，电势差越大，指针带电量越多，张开的角度越大，所以根据指针所指刻度，可以定量地知道指针与外壳间的电势差，也就知道平等板电容器两极板间的电势差，由于静电计的电容量很小，所获得的电量与平行板电容器原来所带电量相比较可以忽略不计，故可认为测量前后平行板电容器所带电量基本不变，两极电势差也基本不变．（2）定量测量某导体的电势．把静电计的外壳接地，金属球和被测导体相连，那么金属指针所指刻度就表示导体和地之间的电势差，取大地电势为零，此读数则可表示该导体的电势．（3）测量直流电路中的电势差．既然静电计本身也是一个电容器，那么把静电计并联在直流电路中电势差不为零的两点时，静电计就会被充电，其指针就应该偏转，但实际上在一般直流电路中，由于电压较小，使静电计所带电量很小，指针的偏转角度几乎觉察不出来，静电计上的刻度一般是以静伏（静电系单位）为单位的，而1静伏=300伏，故一般的直流电压不能使静电计指针有明显偏转，如果静电计接在具有几百、几千甚至几万伏电压的直流电路中，静电计指针就会有明显的偏转，也就可以用静电计来测量某两点间的电压，例如把静电计接在感应圈的副线圈上，指针偏转角度会忽大忽小，说明感应圈输出的是不稳定的脉动电压．5、验电器和静电计可演示的实验根据验电器和静电计的主要作用，可以进行一系列演示实验．（1）用验电器演示导体和绝缘体使两个验电器其中一个带电，箔片张开，用被测物体连接两个验电器的金属球，若原来不带电的验电器的箔片张开，则表明该物体为导体，若原来不带电的验电器的箔片没有张开，则表明该物体为绝缘体．（2）用验电器演示静电感应和感应起电．用验电器连接杆把两个不带电的验电器连接起来，用带电的玻璃棒和橡胶棒靠近一个验电器的金属球，但不接触，由于静电感应，使两个验电器的箔片张开，若移开玻璃棒或橡胶棒，则箔片又都闭合，如果先拆开验电器连杆，再移开玻璃棒或橡胶棒，则箔片都保持原来张角，说明两个验电器上有感应电荷存在．（3）用静电计演示导体表面是等势面把一带有绝缘柄的金属小球用导线与静电计的金属球相连，静电计的外壳接地，然后手持绝缘柄使金属小球沿带电导体的表面移动，会发现静电计指针张角大小保持不变，说明带电导体表面各处电势相等．（4）静电计演示电荷只分布在导体外表面把静电计的金属外壳与其金属球用导线直接相连，无论把带电体靠近还是直接接触静电计的金属球，其内部指针都不会张开，说明带电体在静电计（此时，其外壳与内部金属已成为一个导体）上感应出的电荷或直接传给静电计的电荷只能分布在其外表．（5）演示尖端部分电荷密度较大把静电计（或验电器）的金属球换成近似封闭的金属筒，将一小片锡箔的一端粘牢于胶木棍上，手持胶木棍使铝箔紧贴带电导体的尖端附近，因锡箔可变形，故可使锡箔的曲率与该处相同，然后移开锡箔使其与静电计上方的圆筒内壁接触，使铝箔上的电荷全部传给金属筒，记下静电计张角大小再将铝箔紧贴带电导体的曲率较小处，重复上述过程，可发现静电计指针张开角度较小，说明带电体尖端部分电荷密度较大．6、电压表与静电计在使用中有何不同用电压表测电势差时应与待测部分并联，如图6所示，并联电路具有分流作用，由于电压表内阻很大，所以分得的电流很小，不会使待测电压的数值发生显著变化．电压表可以既方便又准确地测量电势差，但在静电实验中，一般不能用来测量两个带电体（如平行板电容器）的电势差．【实验4】如图7所示，用电压表测电容器已两端电势差，观察到的现象是：电压表指针在接通瞬间偏转一下后，很快又回到零刻度，这是由于已正极板所带正电荷通过电压表内部通路与负极板上所带的等量负电荷很快中和的缘故，所以通过电压表无法准确测出电容器两端的电压，也没有稳定的电压值．在静电实验中，由于带电体一般电压都比较高，容易超过电压表的量超，且物体所带电量少，如用电压表测电势差，物体所带电量就会很快通过电压表内部的通路放完，所以必须使用电阻无穷大的静电计．从工作原理上说，静电计可以代替电压表测量直流电路上的电压，但由于静电计的量程很大，其刻度一般以静电伏特SV为单位（1SV约为300V），当待测电压较小时静电计指针几乎不会偏转，因此，在电压较低的电路中不能用静电计测量电压，所以静电计不能代替电压表．7、用电压表判断电路故障的方法很多同学在用电压表判断电路故障时，显得束手无策或缺乏自信，其主要原因是它们对导致电压表出现各种现象的原因没有一个清晰的认识，其实只要对电压表有无示数的原因有一个清晰的认识，即：“有阻无流”和“有流无阻”这种情况均无电势降落．再结合题中的条件加以分析就会很快查出电路中的故障所在．下面将电压表无示数的原因加以归纳：1电压表两接线柱间含电源部分的电路为断（开）路2电压表两接线柱间含电源部分虽然为通路，但与电压表并联的部分电路出现了短路现象．根据上述原因我们用电压表很容易判断出电路中的故障．。

静电计与验电器的异同

验电器与静电计的异同
知识1: 静电计的构造
验电器的球形金属外壳与带有金属小球的金属杆是绝缘的,金属杆的下端有很薄的金属箔片.
静电计是在验电器的基础上改造而成的.静电计也是主要有相互绝缘的两部分构造而成.除金属外壳外,中间的金属杆下端有一个可转动的指针,指针转动的角度可由固定在外壳上的表盘读出.如图所示
知识点2:静电计的设计原理
静电计相当于一个电容很小的电容器,当将静电计的金属球,金属外壳分别与被测电容的两级相连时,静电计就从被测电容上获得电荷达到与被测电容的电压相同,因静电计的电容很小,此过程中引起被测电容上的电荷量的变化可忽略,被测电容两级间的变化也可忽略,即静电计上的电压总是等于被测电容上的电压.则静电计所带的电荷量q=cu正比于被测电压，被测电压越高，静电计所带电荷量越多，静电计指针与金属杆间的静电斥力就越大，指针偏角就越大。

利用指针偏角与被测电压间的关系即可测静电电压。

验电器与静电计的设计原理是相同的，即同种电荷相斥。

知识点3：注意事项
（1）使用验电器是判断物体是否带电，验电器在使用前不要带电。

（2）验电器与静电计的两金属杆与外壳一定要保持绝缘
（3）静电计所测的电压不是很准确，但能观察出电容器上电压的变化。

浅谈验电器与静电计的差异

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1
关于平行板电容器电容大小影响因素的实验当中会用到静电计如图所示针对以接通电源的平行板电容器保持量块板之间的面积 S 以及板上的电荷量不产生变化只改变两块板的间距 d 使用静电计测量电势差 U 的变化
A B C D
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:
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才、据
C
一
子
,
U
增大
,
,
张角增大
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4滋口
故
c
,
选项正确
,
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同理
错开正对面积那么 S 变小 C 变小 U 增大张角增大故 D 也正确但有部分同学认为静电计是个验电器那么闭合 S 后 A B 两块板接通电源 U 不变同样根据上述两个
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公式当 d 变小 C 增大可得电荷量 Q 增大张角增 ] [ 大故 A 正确看似很有道理但其本质上是错误的 2 所以有必要对验电器与静电计的异同进行分析 2 验电器与静电计的异同验电器与静电计在结构上面很相似如图 3

验电器和静电计的区别原理

验电器和静电计的区别原理
验电器和静电计的区别原理总结如下:
1. 功能差异
验电器是判断电路或电器是否通电的工具,静电计是测量静电量的仪器。

2. 原理不同
验电器利用电流作用发出声光信号,静电计利用静电作用使指针偏转。

3. 使用范围
验电器只能判断是否有电,不能区分电压大小。

静电计可以测量静电的电压。

4. 测试方式
验电器需直接接触待测物,形成闭合回路。

静电计只需接近静电便可测量。

5. 显示方式
验电器以声音、指示灯等方式显示结果。

静电计以指针偏转角度显示读数。

6. 结构设计
验电器外壳为绝缘材料,内部有显示元件。

静电计外壳与内电路连接。

7. 工作参数
验电器工作电流很小,电压范围广。

静电计量程一般在万伏以下。

8. 安全性不同
验电器只能判断通断,对操作者安全。

静电计需要防静电保护。

9. 价格区别
验电笔价格便宜,静电计价格较高,精度也高。

10. 使用环境
验电器可手持随时使用,静电计使用需控制环境湿度。

浅析高中物理验电器和静电计的差异以及使用

物理学是一门以实验为基础的理论学科,其理论的正确与否都要靠实验来验证。

理论指导实验,实验反过来验证和支撑理论。

当理论和实验结果高度统一时才显示出理论知识的正确性,尤其是高中物理更是如此。

所以,我们在学习物理实验课时更应该引起重视。

验电器和静电计在高中物理必修3-1中静电部分经常使用。

由于两者在构造上的相似但又有差异,使得同学们在使用中和理解上形成困难,甚至部分老师在理解上也会有误。

这便对静电部分有关验电器和静电计实验的顺利进行形成了阻碍。

如要改变学生的学习困境,很有必要帮助学生充分理解这两者之间的关系。

下面,笔者将结合自身从事多年高中物理教学实践经验和体会,对高中物理验电器和静电计的差异及使用作以下几方面的浅析:一、验电器与静电计差异当物体靠近或接触验电器金属球时,若验电器箔片张开,则可知物体带电;而静电计是利用静电的方法测量电势差的仪器。

其测量的功能不同,主要为:1.构造上的差异如上图,验电器和静电计在外观上相似,都是由金属球、金属杆和金属外壳组成。

所不同的是验电器的下端为两片金属箔片,验电器用金属圆筒做外壳,用绝缘材料将金属杆与金属外壳隔开以进行很好的绝缘。

验电器前后两面用玻璃做外壳既可以防止因空气中气流对箔片的影响,同时又可以使实验者方便观察。

而静电计下端由水平的金属横轴将金属杆和金属指针固定在一起,在竖直平面内能绕水平横轴灵活自由转动。

静电计里面是标有刻度的毛玻璃,当指针转动时可以显示出其刻度。

工作时静电计金属球接平行板电容器的正极板,金属外壳接平行板电容器的负极板并且接地。

底端的三角底座能使之稳定的放置在实验桌上。

2.工作原理与用途上的差异验电器的工作原理是当带电体与金属球靠近时,金属球感应出异种电荷,金属箔片感应出与带电体相同的同种电荷互相排斥。

当带电体与验电器金属球接触时,由于带电体上的电荷转移到了验电器箔片上,金属箔片带了同种电荷,它们互相排斥而张开。

当带电体所带电量越多,则箔片上静电斥力越大,张角也就越大。

静电计和验电器的区别

浅谈验电器‎与静电计的‎差异验电器和静‎电计是研究‎静电场特性‎的两种重要‎实验仪器，但对这两种‎仪器在结构‎和作用方面‎的异同，多数学生并‎不清楚，甚至存在一‎些误解。

例如认为“只要把验电‎器的金属箔‎换成金属指‎针就变成静‎电计”，对“静电计为什‎么能测量电‎势差”、“静电计不能‎用来测量直‎流电路的电‎势差”等问题，有些老师的‎认识也是模‎棱两可，说不清楚。

为此，本文对这两‎种仪器的结‎构和用途等‎方面的差异‎作些必要的‎辨析。

一、构造上的差‎异最常用的金‎箔验电器，它是检验物‎体是否带电‎的最简单的‎仪器，构造如图1‎a所示。

在玻璃瓶口‎处有一橡胶‎塞，塞中插一根‎金属杆，杆的上端有‎一金属球，下端悬挂一‎对金箔（或铝箔）。

当带电体与‎金属小球接‎触时，箔片因带同‎性电荷相排‎斥而张开。

为了避免气‎流的影响，金属棒和箔‎片封闭在一‎个玻璃瓶中‎，棒与瓶间有‎绝缘材料相‎隔。

高中物理课‎本上介绍的‎验电器如图‎1b，是历史上第‎一个验电器‎，是英国的W‎·吉伯在实验‎过程中制作‎的，也是金箔验‎电器，结构基本上‎相同。

而静电计是‎用静电方法‎测量电势差‎的仪器。

实验室常用‎的静电计是‎布劳恩静电‎计，如图1c所‎示。

它的结构是‎在一绝缘底‎座上装一鼓‎形铁壳，铁壳的前面‎装有透明玻‎璃，后面装有标‎有刻度的毛‎玻璃，在金属壳中‎绝缘地安装‎一根金属杆‎，杆的上端为‎金属小球，金属杆下部‎的水平轴上‎装有金属指‎针，可绕水平轴‎灵活转动。

圆筒的底部‎有接线柱，可用来接地‎或与其他导‎体相连。

这样，静电计的金‎属外壳与内‎部的金属杆‎及金属指针‎构成了一个‎特殊的电容‎器。

二、工作原理及‎用途上的差‎异1．验电器原理‎及其用途验电器的原‎理：当验电器指‎示系统带电‎后，由于同种电‎荷的排斥力‎使指示器发‎生偏转，它是从力的‎角度来反映‎导体带电的‎情况。

当指示系统‎具有一定的‎偏转角时，其重力矩与‎静电力矩平‎衡。

验电器与静电计

验电器与静电计验电器故名其意就是检验物体是否带电的仪器，其实它不仅可以检验一个物体是否带电，也可以检验物体带的是正电荷还是负电荷，粗略比较带电体的电量多少。

稍加改进就可以检测两点之间电势差的大小（也就是静电计）。

验电器一般由金属球、金属感、金箔、金属外壳（其实外壳是否金属无所谓，但作为静电计使用时必须是金属外壳）四部分组成。

当它作为验电器使用时我们只关注它的金属球、金属杆和金箔三部分。

图中就是我们常用的验电器：金属杆就是用来导电的，使将金属球上的电荷能传输到金箔上去。

当金属球、金属杆和金箔带电以后，由于导体上的电荷分布情况与导体外形关系（尖锐突出的部位电荷分布最多），故而验电器上的电荷将主要集中在两片金箔上（这也是外面用金属球的主要原因）。

两金箔片由于同种电荷而相互排斥而张开（用金箔片主要是考虑它导电且质量小，因为金箔片可以做得很薄），这就表示验电器带电了。

检验一个物体是否带电的方法有两种：一是将待检验物体直接与验电器的金属球接触，如果金箔张开则表示带测物体带有电荷。

二是让带测物体非常靠近（不要接触金属球）验电器的金属球，如果待测物体带有电荷，验电器的金箔也会张开（原因是验电器的金属球金属杆金箔由于感应起电而使“金箔带电”。

其实第二种方法比第一种方法更好些：接触金属球的方法检验出了物体带电，待测物体上的电荷也就减少了，检查后验电器的金箔也不会自己闭合，需要手摸摸金属球让它放电金箔才会闭合成原状（相对于验电器来说人体是一个无限大的带电体，验电器上一点点电荷传到人体如同向一杯水里加入一滴水，水面不升高一样）。

而第二种方法检测出物体带电了，带电体的电量不会变化，离开后验电器金箔也会自动闭合（因为靠近金属球只是让金属球金属杆金箔的电荷重新分布了，整体并没有带电）。

如果先让验电器带上正电荷（保证验电器的金箔张角不要太大），再让带测物体接触或靠近验电器的金属球：如果带测物体带正电，金箔张角会变大；如果待测物体带负电，验电器金箔的张角会变小；如果带测物体不带电，验电器金箔的张角就不会变化。

【高中物理】验电器和静电计的区别

【高中物理】验电器和静电计的区别一、构造上的差异最常用的金箔验电器，它是检验物体是否带电的最简单的仪器，在玻璃瓶口处有一橡胶塞，塞中插一根金属杆，杆的上端有一金属球，下端悬挂一对金箔（或铝箔）。

当带电体与金属小球接触时，箔片因带同性电荷相排斥而张开。

为了避免气流的影响，金属棒和箔片封闭在一个玻璃瓶中，棒与瓶间有绝缘材料相隔。

而静电计就是用静电方法测量电势差的仪器。

实验室常用的静电计就是布劳恩静电计，它的结构就是在一绝缘底座装一鼓形铁壳，铁壳的前面装有透明化玻璃，后面装有贴有刻度的毛玻璃，在金属壳中绝缘地加装一根金属杆，杆的上端为金属小球，金属杆下部的水平轴上装有金属指针，绕水平轴有效率旋转。

圆筒的底部存有接线柱，需用去中剧或与其他导体相连。

这样，静电计的金属外壳与内部的金属杆及金属指针形成了一个特定的电容器。

二、工作原理及用途上的差异1．验电器原理及其用途验电器的原理：当验电器指示系统带电后，由于同种电荷的排斥力使指示器发生偏转，它是从力的角度来反映导体带电的情况。

当指示系统具有一定的偏转角时，其重力矩与静电力矩平衡。

验电器的主要用途：检验物体与否磁铁，比较磁铁的种类以及所带电荷量的多少等。

2.静电计原理及其用途静电计的原理就是：从上面的结构分析，我们晓得静电计本身其实就是一个电容器。

金属球、金属杆、指针相等于电容器的一个电极，金属外壳也相等于一个电极，它们之间就是绝缘的。

其电容的大小由金属壳的几何尺寸的大小和金属杆及指针的长短、边线所同意。

因为指针的偏移角变化对静电计的电容的影响不大，故在指针旋转过程中可以对数指出静电计的电容值维持不变。

现将一个已充电电量为q的平板电容器与静电计相连，此时指针和金属杆带正电，外壳的内表面将出现负的感应电荷，从而在金属杆与外壳间形成电场，指针表面的电荷受到电场力的作用，或者说受到来自杆上同种电荷的排斥力及金属盒内壁的异种电荷的吸引力，使得指针偏转，带电量越多，场强越强，则指针的偏角也越大。

谈谈验电器、静电计和电压表

谈谈验电器、静电计和电压表高中物理课本是通过如图1所示的实验装置来演示平行板电容与哪些因素有关的．学生在学习该节内容后，产生了许多疑问，如静电计为什么能测量电势差？为什么B板要与静电计外壳连接或同时接地？为什么不能用电压表测量A、B两板间的电势差？老师在遇到这些疑问后，若只作一些肤浅的回答，是不能满足求知欲旺盛的高中学生的．针对这些问题，在教学中可以安排一堂课外实验活动，很好地解答学生的问题.一、验电器金属箔的张角与哪些因素有关？这个问题一提出，学生中立即就有人回答：张角的大小决定于金属箔是否带电和带电量的多少．金属箔带电越多，张角越大．在充分肯定学生的回答后，提出张角大小除与带电多少有关外，还与其它因素有没有关系呢？请同学们做如下实验：实验1 取两个完全相同的带有绝缘柄的金属小球A和B，相互接触后，用起电机给它们带电，这样A、B就带有等量同种电荷了．先使A与验电器金属球接触，可观察到金属箔张开一角度，如图2所示．再把B球与验电器金属外壳（与地绝缘）接触，可观察到金属箔立即下垂并闭合．如图3所示.如果使A、B带等量异种电荷，即把A、B两金属小球分别与起电机上的两个金属小球接触带电，且A、B同时离开起电机，就可使A、B带等量异种电荷.重做上述实验，金属箔不仅不下垂，反而张角变大，如图4所示．上述实验现象说明：验电器中金属箔是否张开，以及张角大小，除了由金属箔是否带电以及带电量多少有关外，还与金属杆与外壳之间电势差的大小有关．电势差越大，张角越大；电势差越小张角越小．二、静电计为什么可测出带电体的电势和电势差呢？通过实验1我们知道，验电器金属箔是否张开，以及张角大小，是由金属杆与外壳之间的电势差决定的．如果把验电器的两个金属箔换成一个固定金属片和一个灵活转动的指针，根据所加电势差和指针偏转角度的大小进行刻度．这样，指针每偏转一个角度就表示出金属杆与外壳之间的电势差．这就成为一个可测量电势差的静电计了．实验2 测定带电体的电势的实验装置如图5所示．将静电计的金属球与带电体C用导线连接，且静电计外壳接地，静电计指针偏转示数即表示带电体与大地的电势差，这个差值就是带电体C的电势．如果C带负电，静电计指针示数，加上负号就表示C的电势．实验3 测定平行金属板之间的电势差的实验装置如图6所示，将A、B两块带有等量异种电荷的金属板分别与静电计的金属球及外壳接线柱相连，静电计指针偏转，示数即为平行金属板间的电势差. 如果像图1那样连接，这时B板与静电计外壳都接地，它们与大地电势相等．A板与大地的电势差也就等于A 板与B板的电势差．三、在图1 装置中为什么不用电压表测电势差呢？电压表与静电计在使用中有何不同？用电压表测电势差时应与待测部分并联，如图7所示，并联电路具有分流作用，由于电压表内阻很大，所以分得的电流I v很小，不会使待测电压的数值发生显著变化．电压表可以既方便又准确地测量电势差，但在静电实验中一般不能用来测量两个带电体（如平行板电容器）的电势差．实验4 如图8所示，用电压表测电容器C1两端电势差，观察到的现象是：电压表指针在接通瞬间偏转一下后，很快又回到零刻度．这是由于C1正极板所带正电荷通过电压表内部通路与负极板上所带的等量负电荷很快中和的缘故．所以通过电压表无法准确测出电容器两端的电压，也没有稳定的电压值．在静电实验中，由于带电体一般电压都比较高，容易超过电压表的量程，且物体所带电量少，如用电压表测电势差，物体所带电量就会很快通过电压表内部的通路放完. 所以必须使用电阻无穷大的静电计．从工作原理上说，静电计可以代替电压表测量直流电路上的电压，但由于静电计的量程很大，其刻度一般以静电伏特（sV）为单位（1sV约为300V），当待测电压较小时，静电计指针几乎不会偏转．因此，在电压较低的电路中，不能用静电计测量电压，所以静电计不能代替电压表．。

验电器与静电计

验电器与静电计验电器和静电计是研究静电场特性的两种重要实验仪器，但对于这两种仪器在结构和作用方面的异同，多数学生并不十分清楚，甚至存在一些误解。

例如认为“只要把验电器的金属箔换成金属指针就变成了静电计”，验电器可以用来检验和比较不同带电体所带电量的多少”，“静电计不能用来测量直流电路中的电势差”等。

对于这些似是而非的认识，有的老师的认识也是模棱两可，说不清楚。

为了澄清上述问题，本文对这两种仪器在结构和作用方面的差异作简要辩析。

一、验电器和静电计在结构上的差异如图1所示为一常用验电器，它的主要结构是一根上端带有金属球的金属棒，在棒的下端悬挂着两片金箔。

当带电体与金属小球接触时，金箔便得到同种电荷，因同性电荷相斥而张开。

为了避免气流的影响，金属棒和箔片封闭在一个玻璃瓶中，棒与瓶间有绝缘材料相隔．如图2所示为一常用静电计，它的结构是在一绝缘底座上装一金属圆筒作为外壳，外壳的前面装有透明玻璃，后面装有标有刻度的毛玻璃，顶端带有金属球的金属杆插入圆筒内，金属杆和圆筒间装有绝缘套筒，金属杆下部的水平轴上装有金属指针，可绕水平轴灵活转动．圆筒的底部有接线柱，可用以接地或与其它导体相连。

这样，静电计的金属外壳与内部的金属杆及金属指针构成了一个特殊的电容器。

当内部的金属杆与指针带电时，金属外壳的内壁上会感应出异种电荷，使金属指针不仅受到金属杆所带的同种电荷的斥力作用，还受到外壳内壁上异种感应电荷的引力作用（此时外壳接地），也就是指针所受作用力的大小决定于壳内空间的电场强度的大小。

而电场强度决定于金属杆与金属外壳之间的电势差，因此其指针张角的大小由金属杆与外壳间的电势差来决定。

而验电器的外壳为玻璃瓶，当壳内金箔带电时，在玻璃瓶上不会出现感应电荷，至多在内外表面上形成极微量的极化电荷，其影响完全可以忽略不计。

故其玻璃外壳与内部金属杆不能共同构成电容器。

验电器金属球和金属杆可看作是孤立的导体，其金箔张角的大小，只决定于金属球、金属杆所带电量的多少，与金属杆跟外壳间的电势差无关，更何况玻璃外壳根本不是一个等势体，其内外表面及表面上各点电势并不相等。