静电感应(一)
静电感应起电机原理(精)
感应起电机工作原理及应用概述一个月前的一次演示实验课上, 我们对感应起电机产生了浓厚兴趣。
接下的一个月里,我们对感应起电机正转放电的原理及反转不能放电的原因进行了研究, 并且对与其相关的许多知识展开了探讨, 以下是我们通过观察讨论所得出的一些结论。
一、感应起电机结构如图 1所示,感应起电机旋转盘由两块圆形有机玻璃叠在一起组成,中有空隙,每块向外的表面上都贴有铝片,铝片以圆心为中心对称分布。
由于两盘分别与两个受动轮固定, 并依靠皮带与驱动轮相连,由于两根皮带中有一根中间有交叉,因此转动驱动轮时两盘转向相反。
如图所示,盘转向为:正面顺时针,反面逆时针。
两盘上各有一过圆心的固定电刷, 两电刷呈90度夹角, 电刷两端的铜丝与铝片密切接触,这样在盘旋转时铜丝铝片可以摩擦起电。
在图 2所示位置有悬空电刷 E ,悬空电刷与电刷成 45°夹角,每个刷的两脚跨过两盘,但并不与两盘接触,脚上装有许多尖细铜丝, 铜丝尖端指向圆盘上的铝片。
悬空电刷由金属杆与莱顿瓶相连。
莱顿瓶其实是个电容,用来储电。
如图 3所示为莱顿瓶结构,由两层筒状锡箔组成,中间是电介质,上有瓶盖。
悬空电刷上的金属杆插入瓶盖一半,末端由一根较粗铜丝与莱顿瓶内层锡箔筒底相连,这样悬空电刷上所集电荷可以储存在莱顿瓶中。
图 3所示放电小球也通过一金属杆与莱顿瓶盖相接,此杆插入瓶盖一半且不与集电叉相触, 也不与莱顿瓶中锡箔筒相连,但这样可使其受莱顿瓶内筒电荷感应而带电, 可推导出放电小球会被感应出和与其相连的莱顿瓶内筒同电性的电荷。
由于感应起电机在左右各有一莱顿瓶, 若两莱顿瓶集聚不同种电荷, 则两放电小球上就会被感应出不同种电荷, 当两小球靠近时就会因放电而产生电火花。
需要说明的是, 此莱顿瓶仅是储电设备, 与小球是否放电无关, 因为既使将其拆除, 转动圆盘时两小球照常放电, 只不过电火花很弱, 但其频率更高。
这是因为没有莱顿瓶后其电容减小了,可由公式 U=Q/C解释:要产生电火花, 两小球间电压约为几万伏,当 C 减小时,悬空电刷仅需要集聚很少电荷就可使电压升高到放电要求, 故与原来相比,放电频率会加大。
静电有三大特点一是电压高二是静电感应
静电有三大特点一是电压高二是静电感应静电指的是物体表面带有静电荷的现象。
在许多情况下，静电荷可以引起一系列的特点和现象。
以下是静电的三大特点：1.电压高：静电荷可以在物体表面积累很高的电压。
这是因为静电荷在物体表面积累时，相同的电荷互相排斥，导致电荷在物体上积累到高压。
有时候，这个电压可以非常高，甚至可以超过几千伏。
2.静电感应：静电荷还可以通过静电感应来影响周围的物体。
当一个带有静电荷的物体靠近一个中性物体时，它会感应出中性物体上的反向电荷。
这种感应效应可以导致两个物体之间的吸引或排斥。
具体来说，当两个物体之间产生静电感应时，以下几种情况可能发生：-两个物体之间产生静电吸引：当一个物体带有正电荷，另一个中性物体就会感应出电子的运动，使中性物体上的负电荷靠近正电荷，造成两个物体之间的吸引。
这种现象可以在青草上面贴一个塑料带，然后靠近流动的水龙头时观察到。
-两个物体之间产生静电排斥：如果两个物体之间带有相同类型的电荷（正电荷或负电荷），它们会相互排斥。
这是由于它们彼此之间的排斥力。
例如，当两个负电荷物体靠近时，它们会互相排斥，试图保持一定的距离。
3.静电放电：静电荷在一些情况下会通过静电放电来释放。
当电荷的积累达到一定程度时，它们之间的排斥力会变得非常强大，以至于能够克服电绝缘材料的抵抗力。
这时，静电荷会通过空气或其他导电材料产生电流的流动，从而释放能量。
这种放电现象可以以闪电的形式出现，也可以以静电火花的形式出现，比如当你通过摩擦产生了静电荷，然后触摸金属物体时触电的感觉。
总结起来，静电具有高电压、静电感应和静电放电这三大特点。
理解这些特点有助于我们更好地理解静电现象在我们日常生活中的应用和影响。
我做了一个静电感应的实验小作文
我做了一个静电感应的实验小作文全文共9篇示例，供读者参考我做了一个静电感应的实验小作文篇1相信大家都见过过山车吧。
大家有没有像我一样好奇，过山车为什么可以倒着个跑而不掉下来呢？今年的五一假期，我就在家做了关于过山车的小实验。
为了本次实验，我准备了底板、柱子、夹子、两根细长的白管和一个小铁球。
首先，我用底板、柱子、夹子搭建了桥梁，再用两根白管搭建了具有水平直线、立式圆圈的轨道，这样一个简易的过山车模型就搭建好了。
激动人心的时刻到啦！我把小球放在轨道的起点，小铁球加满油门飞快地向下冲去，但是，立式圆圈爬到了一半时，小铁球就失去了动力跌了下来。
小铁球为什么不能爬满一圈呢？我想是不是圆圈有点大了，于是我把圆圈缩小了一点，小铁球终于冲过了圆圈的最高点，顺利地爬满一圈。
我又想，如果把轨道的起始点加高一点，它能不能闯过稍微大一点的圆圈呢？于是我把轨道的起始点加高并把圆圈扩大了一点，小铁球再次顺利地闯过了圆圈。
通过本次实验，我明白了小铁球能不能闯过圆圈，不仅跟圆圈的大小相关，还与小铁球的`起始高度相关。
我问爸爸这是为什么？爸爸说这是著名的圆周运动定律：在圆周上运动的小球，只有向外的离心力大于向内的重力分力，才能顺利通过整个圆周而不掉下来，起始点越高、圆圈越小，离心力越大，而向内的重力分力不变。
经过本次小实验，我明白了过山车能够倒着个跑的原理，还明白了地球围绕太阳公转也是同样的原理！我做了一个静电感应的实验小作文篇2今天，我在《实验小王子》这本书上看到了一个有趣的实验——神奇的水袋。
我想：为什么铅笔穿过装满水的塑料袋，水都不会流出来？我也想试一试。
我首先找了三支削尖的铅笔，再拿出几个透明的、完整的、比较结实的塑料袋，还有清水。
材料准备好，实验开始了。
我先把清水灌进塑料袋里，慢慢的把空气排出来，接着在开口处打一个结，然后拿出铅笔扎破塑料袋并穿过去。
可还没等我穿过去呢，水就流光了，还喷了我一身。
我想：什么神奇的水袋，根本就是骗人的！这时妈妈走过来问：“怎么了？”她看了看已经破的`塑料袋，又看了看我说：“再试一次吧，也许就能成功，再说失败是成功之母嘛。
2-1第一节 库仑定律 静电感应
大小 和 形状 对研究的问题影响很小时 _____和______对研究的问题影响很小时，可以将带电体 对研究的问题影响很小时，
视为点电荷． 视为点电荷． 2．库仑定律 ． (1)内容：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，跟 内容：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力， 内容 它们的电荷量的乘积成 正比 ， 跟它们的距离的二次方 成 反比 ，作用力的方向在它们的 连线 上．
q1 q2 (2)公式：F＝k 2 ，其中比例系数 k 叫做静电力常量，k 公式： ＝ 叫做静电力常量， 公式 r ＝9.0×109 N·m2/C2. × (3)适用条件：① 真空中 ；② 点电荷 ． 适用条件： 适用条件
2．验电器与静电计的结构与原理 ． 玻璃瓶内有两片金属箔， 玻璃瓶内有两片金属箔，用金属丝挂在一根导体棒的下 端，棒的上端通过瓶塞从瓶口伸出(如图 2 甲所示 ．如果 棒的上端通过瓶塞从瓶口伸出 如图 甲所示)． 把金属箔换成指针， 并用金属做外壳， 这样的验电器又叫 把金属箔换成指针， 并用金属做外壳， 静电计(如图乙所示 ． 静电计 如图乙所示)．注意金属外壳与导体棒之间是绝缘 如图乙所示 的． 不管是静电计的指针还是验电器的箔片， 它们张开角度的 不管是静电计的指针还是验电器的箔片， 原因都是同种电荷相互排斥的结果． 原因都是同种电荷相互排斥的结果．
题型探究
补偿法” 题型一 用 “补偿法”构建点电荷模型 补偿法在物理解题中的应用是： 补偿法在物理解题中的应用是 ：当解决给定目标问题所 需的条件不足或没有条件而造成直接求解困难或不能求 解时，我们给其补偿上另外一个问题， 解时， 我们给其补偿上另外一个问题 ，使其成为一个新 的目标问题， 的目标问题 ，这个新的目标问题应该是我们所熟悉的一 个物理模型， 个物理模型 ，这个模型应该是比较容易求解的或能够求 解的，同时要求补偿上的问题也应该是能够求解的． 解的， 同时要求补偿上的问题也应该是能够求解的 ．这 样我们就能够通过求解这个模型和补偿上的问题把较困 难的问题转变为较容易的问题， 难的问题转变为较容易的问题 ，从而达到最终求解所给 定的目标问题的目的． 定的目标问题的目的．
专题15静电感应-2023年高考物理电场常用模型模拟精练(解析版)
2023年高考物理《静电场》常用物理模型最新模拟题精练专题15.静电感应一．选择题1．（2023湖南岳阳重点高中质检）如图所示，接地的金属板右侧有固定的点电荷Q+，a、b是金属板右侧表面的两点，其中a到Q+的距离较小。
下列说法正确的是（）A．由于静电感应，金属板右侧表面带负电，左侧表面带正电B．由于静电感应，金属板右侧表面带正电，左侧表面带负电C．整个导体，包括表面上的a、b点，是一个等势体，且电势等于零D．a、b两点的电场强度不为零，且a、b两点场强方向相同，但a点的场强比b点的场强要强（大）【参考答案】．CD【名师解析】画出电场线如图所示．根据静电感应的原理可知，同种电荷相斥，异种电荷相吸，又因右侧接地，由于右侧表面右边有正点电荷，金属板右侧表面仍带负电，那么左侧表面多余电荷被中和，因此不带正电，故AB错误；导体在电荷Q的电场中处于静电平衡状态时，在导体内部任意一点，感应电荷产生的附加电场的场强与电荷Q产生的场强与大小相等，方向相反，此时导体的内部场强处处为0，电荷只分布在导体的外表面，且整个导体是一个等势体，故C正确；静电平衡的导体，电荷分布在外表面，则a、b两点的电场强度不为零，根据电场线的分布可知，a、b两点电场强度方向相同，但a点的电场强度比b点的电场强度要强（大）一些，故D正确。
2.（2022山西运城期中）法拉第笼是一个由金属制成的球形状笼子，与大地连通。
当高压电源通过限流电阻将10万伏直流高压输送给放电杆，放电杆尖端靠近笼体时，出现放电火花。
如图所示，体验者进入笼体后关闭笼门，操作员接通电源，用放电杆进行放电演示。
则当放电杆尖端靠近笼体稳定且尚未放电时，下列说法正确的是)A.法拉第笼上的感应电荷均匀分布在笼体外表面上B.法拉第笼内部任意两点间的电势差为零C.法拉第笼上的感应电荷在笼内产生的电场强度为零D.同一带电粒子在法拉第笼外的电势能大于在法拉第笼内部的电势能当放电杆尖端距离笼体很近时，出现放电火花，【参考答案】．B【名师解析】感应电荷在笼体外的分布是不均匀的，靠近放电杆与远离放电杆处的电荷多，中间位置处的电荷少，故A错误；达到静电平衡状态的导体，内部电场强度处处为零，所以法拉第笼内部任意两点间的电势差为零，故B正确；达到静电平衡状态的导体，内部电场强度处处为零，即感应电荷的附加电场与引起电磁感应的电荷的电场的合场强为，所以感应电荷在笼内产生的电场强度不能为零。
静电发生器的原理
静电发生器的原理
静电发生器是一种能够产生高压静电的装置,其工作原理主要基于静电感应和静电归纳两个基本原理。
1. 静电感应原理:
静电感应是指当一个带电体靠近一个导体时,导体内部的电荷会发生重新分布,使导体的一端富集同种电荷,另一端富集异种电荷。
这种现象称为静电感应。
2. 静电归纳原理:
静电归纳是指利用静电感应的作用,通过金属导体将电荷从一个地方转移到另一个地方。
具体过程是:首先将一个带电体靠近一个导体,使导体的一端富集同种电荷;然后将这一端与地面导通,使富集的同种电荷流走;最后移开带电体,导体上会留下异种电荷。
静电发生器的工作原理就是利用上述两个原理,通过不断重复静电归纳的过程,在一个高压电容器中积累大量的同种电荷,从而产生高压静电。
静电发生器的主要部件包括:
1) 带电轮:一个带有金属梳齿的旋转轮,用于通过摩擦带电。
2) 归纳杆:一根金属杆,用于进行静电归纳。
3) 高压电容器:用于储存积累的静电荷。
4) 接地装置:用于将多余电荷导走。
工作时,带电轮通过摩擦带正电荷,靠近归纳杆时,归纳杆的一端富集负电荷。
将这一端与接地装置相连,负电荷流走,移开带电轮后,归纳杆上留下正电荷。
重复这一过程,正电荷就会在高压电容器中不断积累,产生高压静电。
静电发生器广泛应用于科学实验、静电喷涂、电晕处理等领域。
专题01 静电场及其应用 (重难点知识集锦)-
专题01 静电场及其应用第1节 电荷1、理解摩擦起电、感应起电和接触起电。
（重点）2、对于元电荷的理解，以及对于电荷守恒定律的理解和应用。
（重点）3、学会从物质微观结构的角度认识物体带电的本质。
（难点）4、应用电荷守恒定律分析接触起电现象中电荷量的分配。
（难点）1.电荷（1）用摩擦的方法使物体带电—摩擦起电。
（2）带电体具有吸引轻小物体的性质。
（3）同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引。
2.三种起电方式（1）摩擦起电：两个不同材料制成的物体摩擦（2）感应起电：带电体靠近导体（3）接触起电：带电体与导体接触3.电荷守恒定律电荷既不会创生，也不会消灭，它只是从一个物体转移到另一物体，或者从物体的一部分转移到另一部分；在转移过程中，电荷的总量保持不变。
这个结论叫做电荷守恒定律。
电荷守恒定律的普遍表述：一个与外界没有电和交换的系统，电荷的代数和保持不变。
4.元电荷（1）元电荷：最小的电荷量，用e 表示。
（2）元电荷的值：191.6010C e -=⨯（3）比荷：电子的电荷量e 与电子的质量e m 之比。
111.7610C/kg e e m =⨯第2节 库仑定律1、理解元电荷、点电荷与带电体的区别。
（重点）2、理解库仑定律内容以及适用条件。
（重点）3、对库仑定律的深入理解以及探究实验中的控制变量。
（难点）4、理解三个点电荷相互作用时的平衡与加速问题。
（难点）1、电荷之间的作用力（1）库仑定律：两个真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它们的电荷量的乘积成正比，与它们的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。
这种点电荷之间的作用，相互作用力叫做静电力或库仑力。
（2）点电荷：当带电体之间的距离比它们自身的大小大得多，以致带电体的形状、大小及电荷分布状况对它们之间的作用力的影响可以忽略时，这样的带电体可以看作带电的点，叫作点电荷。
2、库伦的实验（1）实验方法：控制变量法、微量放大法。
（2）库仑定律表达式：122q q F k r =。
电磁学实验-静电实验研究实验报告（1）
实验三电磁学实验实验目的：电磁学是中学物理教学中难点最突出部分之一.应用下列实验演示对培养中学教学能力，提高中学生对电磁学物理量的感性认知和促进中学生物理思维的理性飞跃都非常有益.仪器、用具及原理：详见下面各实验内容.实验过程：一、等势线描绘实验演示（一）实验目的：本实验仪器是供高中物理学中，“用描迹法画出电场中平面上的等势线”的学生实验用.实际测绘静电场的等势线是较困难的，本实验仪器采用稳恒电流场模拟静电场的方法来描绘等势线.用灵敏电流计检测出一组等势点，然后将这些等势点用光滑曲线连接起来，就描绘出了等势线.（二）实验仪器：1.等势线描绘实验器底板（一块）2.圆柱形电极（两只）3.接线柱（一对）4.探针（表棒一对）5.接线叉连线（两根）6.导电纸（标准规格）5张7.复写纸（标准规格）10张8.白纸（标准规格）50张. （三）实验准备：本实验仪器与J0400灵敏电流计和J1202系列学生电源配合使用.1.把实验仪器底板放正，旋下底板上的接线柱冒，并取下电极圈.2.将打好孔的白纸、复写纸、导电纸依次套进接线柱螺杆内，放平.3.将电极圈套入螺杆.4.将接线柱帽旋入螺杆，同时把接线叉嵌入，然后把柱帽旋紧使电极与导电纸接触良好.（图3-1）5.将接线叉另外两个头分别接入J1102学生电流直流稳压6V档.（也可使用干电池组等直流电源3V —6V）6.将两根探针的接线叉接入J0409灵敏电流计（一）接线柱和G1接线柱（注意：不可接入G0柱，以免损坏表头）7.在两电极之间，均匀的在导电纸上取5个小点，作为实验基准点（A、B、……E）图3-1 实验器安装图图3-2 （四）实验步骤：1.实验仪器安装完毕，检查一下是否有接错和松动之处.2.检查无误后，开启J1202电源开关，提示灯发光，表示电路接通. 接线柱螺杆底板1371383. 将一根探针放在基准点A 上，用另一根探针针尖在该点附近找寻与A 等势的点，电流表指针偏转越小，就越接近要找的点，如找到基本一点A 1，指针无偏转，处于0位，就把探针用力扎一下，白纸上便留下了与A 等势的点A 1.4. 用相同的方法可找出A 2A 3……A 8等七个点，这样试取出一条等势线的点.5. 把探针从A 移到B ，参照上述方法找出与B 等势的B 1B 2……B 8.6. 依次类推，共找出五条等势线的点（图3-2）.7. 切断电源，取出白纸，分组把点用光滑曲线连成一条条等势线.8. 按本法画出的等势线是不封闭的要描绘封闭的等势线应在电极附近取基准点（注意：不要将探针直接碰电极，以免损坏表头）.（五）注意事项1．实验前，应仔细阅读说明书，按步骤实验. 2．实验结束，立即断开电源，以免短路.3．电极与导电纸应接触良好，特别注意将接线柱帽旋紧，保证实验质量. 4．用探针测量时，要用探针针尖与导电纸接触.所以最好使探针表杆与纸面垂直. 5．灵敏电流计G1档，可在表棒上串联一只2K 电阻以保护表头. 6．每次实验要更换白纸一张.7．导电纸可多次使用，但不应褶皱、破损.二、电桥演示实验（一）1. J2363型直线电桥，供中学物理学生分组的演示实验用.2. 主要结构条件：电阻丝、刻度尺、滑键、支架.3. 工作条件：环境温度 10～+40℃，相对湿度不大于85%.4. 使用本电桥测电阻阻值误差≤2%.5. 对结构元件的要求：电阻丝有效长度1000mm ，线径为不大于0.3mm 的锰铜丝.电阻丝的一端固定在刻度尺上，另一端有松紧调节装置. 刻度尺，要质地均匀平直，无痕迹，无裂缝，有效刻度1000mm. 滑键，滑块用无色透明塑料制成，能灵活滑动.按键用指针式，位于滑块中间，用厚0.2～0.4mm 锡磷青铜皮制成. 支架，金属制品，梯形结构.6. 检验阻值测量误差≤2%测试方法：用误差不大于0.5%的电阻，灵敏度不低于100μA 的检流计及滑线变阻器连接成如下电路：图中：1L 、2L 为桥臂长度；K 为电键；0R 为已知电阻；R X 为待测电阻；P R 为滑线变阻器； E 为直流电源.根据每次测试中1L 和2L 的读数，按公式x R =（2L /1L ）0R 算出的x R 值（G 表为0），误差应≤2%，测试顺序按表3—1.139表3—1：三、电桥演示实验（二）1. J2364型直线电桥，供中学物理学生分组的演示实验用.2. 主要结构条件：电阻丝、刻度尺、滑键、支架.3. 工作条件：环境温度 10～+40℃，相对湿度不大于85%.4. 使用本电桥测电阻阻值误差≤2%.5. 对结构元件的要求：电阻丝有效长度500mm ，线径为不大于0.3mm 的锰铜丝.电阻丝的一端固定在刻度尺上，另一端有松紧调节装置.刻度尺，要质地均匀平直，无痕迹，无裂缝，有效刻度1000mm.滑键，滑块用无色透明塑料制成，能灵活滑动.按键用指针式，位于滑块中间，用厚0.2～0.4mm 锡磷青铜皮制成.支架，金属制品，梯形结构.6.检验阻值测量误差≤2%测试方法：用误差不大于0.5%的电阻，灵敏度不低于100μA 的检流计及滑线变阻器连接成如下电路：图中：1L 、2L 为桥臂长度；K 为电键；0R 为已知电阻；R X 为待测电阻；P R 为滑线变阻器； E 为直流电源.根据每次测试中1L 和2L 的读数，按公式x R =（2L /1L ）0R 算出的x R 值（G 表为0），误差应≤2%，测试顺序按表3—2.表3—2：四、保险丝作用演示（一）实验目的：保险丝作用演示器是根据教学仪器研究所颁发的《中学理科仪器补充配备目录》的要求而设计制作的.能演示初中物理学有关保险丝的所有实验，还有本仪器还可以作初中电子中演示强度跟电压的关系实验装置（人民教育出版社初中物理第二册P157）.做到一物多用.（二）实验仪器：仪器由主机板和支架组成，如图3-5.主板，可装三根不同的导线，以备实验的需要而选用，所以用的导线为φ0.5mm康铜丝一根，φ0.3mm 康铜丝一根，φ0.5mm铜丝一根.两端按接线仪的导线6根（2长4短）.左侧装三只12V 21W汽车灯泡三只可旋下或装入，以控制线路上电流的大小，三只灯泡是并联的.电源：用教学电源，教学电源中有14V、6A、AC档，只要导线材料及粗细选配恰当，不必自备电源，且14V电源安全，实验没有危险.（三）实验步骤：1．导线都有允许通过的最大电流强度的实验：灯泡两导线接D、F；C、E接教学电源14V，当电灯是一只时，看不出什么现象，当接三只电灯时φ0.3mm 康铜丝发热.如套以塑料、塑料做融化现象，如导线从D改到B，因康铜丝线径粗，只有微微发热，说明导线因材料不同或线径不同都有规定的最大电流强度.2．短路极其危害性用一16股的短铜导线接到D、F点，电流直接接通铜导线，因线路无负载，铜丝起短路的作用，电流大增，致使φ0.3mm康铜丝烧红，甚至引起火灾.3．保险丝的保护作用D、F二点该接一段保险丝（φ0.35mm以下），也是引起了短路，保险丝熔断，对电路起了保护作用.4．保险丝选用原则：用1mm的保险丝接到D、F二点，因0.3mm的康铜丝电阻有3Ω，14V的电压，即使短路最大电流还不到4A而1mm保险丝熔断电流有12A，保险丝不能熔断，保险丝不能起保护作用.（四）注意事项：φ0.3mm康铜丝应距主板远一些，以免主板烧坏.所用电源电压14V，对人身是安全的，但日常生活上，用的是220V的交流电，人身触摸到是很危险的，操作时必须切断电源，告戒同学所谓保险丝，实际上对人身是不保险的，保险丝叫熔断丝更确切.上述实验，可以用教学电源（应有AC、14V、6A档）的开关，有条件的实验室，可以串联接单刀单掷开关.以便操作，但必须告戒同学，用带电220V的电源时，这种开关是不能使用的，否则就有触电的危险.140五、静电实验演示（一）实验目的：１．掌握静电原理，研究静电演示成功关键.２．掌握多功能静电演示仪、韦氏感应起电机及范氏起电机的构造和使用方法.３．掌握配合课文讲解和演示实验相结合，深入浅出的教学方法.（二）实验仪器：多功能静电演示仪（或辅助以静电实验用具箱部分用具、韦氏感应起电机及范氏起电机）（三）实验内容：（有些实验见实验参考图3-6）1.摩擦起电：［原理］两物体摩擦相互会带上不同种电荷.［步骤］（1）丝绸与玻璃棒、毛皮与胶棒摩擦，在静电计或验电器的金属杆上验证玻璃棒和橡胶棒分别带正、负不同种电荷.（2）同一种物体与不同物体摩擦，在静电计或验电器的金属杆上检验它们是否带电和所带电荷种类是否相同以及分别带哪种电荷.（例如：薄纸与有机玻璃、薄纸与塑料棒摩擦）2.感应起电［原理］带电体移近静电计上锌板或验电器金属球时，引起其电荷重新分布.［步骤］（1）利用静电感应使静电计上锌板或验电器顶端的金属球带电.一带电体移近静电计上锌板或验电器顶端的金属球，因感应而使其获得负电，远端箔片上就获得正电.在带电体未移开前，用手指接触一下静电计上锌板或验电器的金属球，使其接地，箔片上的正电荷经人体入地（或者说正电荷被从地上经人体而导入的负电荷所中和），箔片合拢.手移开，箔片仍合拢.再移开带电体，静电计上锌板上或验电器金属球的负电荷重新分布在箔片和球或板上，箔片又张开.感应使静电计或验电器带上了原带电体上相反的电荷.（2）利用静电感应现象使枕形导体带电将两只静电计分别与一对枕形导体的两端连接起来，开始时，枕形导体彼此接触，且不带电.当把一个带电（电量大些）金属球移近时，发现由于静电感应，两只静电计指针都张开到相同的角度.移开带电金属球后，静电计指针又都合拢.若先将两枕形导体分开，然后再移去带电金属球，则两个静电计上的感应电荷就不能中和，仍张开相同角度，此时两只静电计上带异种电荷.（3）起电盘感应起电用一块绸子或毛皮，急剧地摩擦绝缘圆板，摩擦的时间要比用起电棒稍长些，用验电器确定绝缘圆板所带电荷的正负（例如带正电）.然后手持验电器的铝圆板的绝缘杆，将铝圆板尽可能近地靠近绝缘圆板上方，由于静电感应作用，铝圆板靠近绝缘板的一面带负电，向外的一面带正电.用手接触向外的一面，其正电荷被中和.移开手指，再将铝板提起，铝板就带上负电（在验电器上可以显现）.起电盘是用感应起电的方法来取得电荷的一种装置，它比摩擦起电能得到较多的电荷（也可以在验电141器上比较）.3.摩擦起电的两物体分别产生等量异种电荷的演示［原理］两物体摩擦相互会带上不同种电荷.［步骤］（1）用有机玻璃和聚乙烯（或丙烯）塑料制成的两块长方形板，二板相互摩擦，有机玻璃板带正电荷，聚乙烯板带负电荷，分别放入空心球内（或筒内），（空心球联在静电计的上部）则静电计指针都张开一定角度，移出空球时，指针张角变为零，说明各板都带有电荷，且发生了静电感应现象.（2）当把两板（不接触）同时放在空心金属球内，则静电计指针不张开，抽出任一板，指针又张开，说明两板带有等量异种电荷.（注意：两板摩擦后要快速分离）.4.带电体间相互作用［原理］带同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引.［步骤］（1）把涂敷银导电漆的两个乒乓球用尼龙绳分别悬挂在两个绝缘支架上.使两球几乎接触，用带电的有机玻璃棒从两球中间接近两球时，两球被吸引，与棒接触后球带同号电荷，两球开始脱离棒并相互排斥（同号相斥）.（2）再将两球架分开5厘米左右，分别带正电荷，再移动电荷使它们互相靠近，直到它们相互吸引为止（异号相吸）.5.静电场对水流作用［原理］静电感应下，异号电荷相互吸引.［步骤］让带电的有机玻璃接近一束细水流时，由于静电感应，最靠近有机玻璃棒的那一部分将带上与棒异号的电荷，异号电荷相互吸引的结果，出现了水流被吸向带电的有机玻璃棒的现象.6.电力线分布［原理］同种电荷相排斥，异种电荷相吸引.电力线描述电场强弱、方向.［步骤］（1）演示点电荷电力线的形象在多功能静电演示仪的绝缘杆上将一个验电羽接上高压电正（或负）极，丝线因带同种电荷互相排斥而散开.或用导线将验电羽的金属杆与感应起电机的一根放电杆连接起来，起电后，丝线因带同种电荷互相排斥而散开.（2）演示两个异种电荷的电力线形象在多功能静电演示仪的绝缘杆上将两个验电羽分别接上高压电正、负极，丝线散开且相互吸引.或将两个验电羽分别用导线连接到感应起电机的两根放电杆上.摇动起电机手柄，起电后，丝线散开且相互吸引.（3）演示两个同种点电荷的电力线形象在多功能静电演示仪的绝缘杆上将两个验电羽分别接上高压电正（或负）极，丝线散开且相互排斥.142或将两个验电羽分别用导线连接到感应起电机的两根放电杆上.摇动起电机手柄，起电后，丝线散开且相互排斥.演示电力线的另一种方法是将头屑撒入盛有蓖麻油的玻璃（或有机玻璃）容器中，并置入所需形状的电极.用静电高压电极或起电机使电极带电，头发屑将在电场中排列、显示出电力线的形象.使用投影仪效果好.7.电荷分布于导体的外表面（法拉弟冰桶实验）［原理］电荷分布于导体的外表面［步骤］将一金属网杯倒置于静电计金属杆上，首先使金属网杯带电，静电计张开一个角度，当用验电球接触金属网杯内表面时，静电计指针不动，但当验电球接触金属网杯外表面时，由于有电荷移至验电球上，所以静电计指针角度变小，证明了电荷分布于导体的外表面.8.电荷表面密度分布和电位［原理］导体表面曲率大，电荷密度大.各处电位相同，导体表面是等位面.［步骤］由圆锥、圆柱组成的导体带电时，表面各处的丝须张角（待做）各不相同，在尖端处（表面曲率大）张角最大，曲率小的地方，丝须张角也小，在平坦处张角很小，在凹处（曲率为负）张角几乎为零.张角大小可表明丝须带电量的多少，又由于丝须长短粗细都相同，因此张角的大小也表明该处电荷面密度大小.再用带绝缘柄的金属小球（小球与静电计用导线相连）在导体表面各处移动时，静电计指针张角不变，表明尽管导体表面各处面电荷密度不同，但各处的电位是相同的，即导体表面是等位面.9.尖端放电［原理］尖端放电使空气电离，与风针带电荷同号的正（负）离子被针尖排斥，使针得到反冲而旋转；负（正）离子被吸引，正负离子中和后又带正（负）电荷而被针尖排斥也使风针得到反冲而旋转.［步骤］在绝缘架上插上顶针、其上装风针，接上正极（或负极）高压电时，风针便高速旋转（电风车）.注意：电风车如果不旋转（或较慢）检查顶尖头部是否变圆，要重新磨尖.10.电风转筒（静电电动机）［原理］空气被电离与电极电荷同号的离子被排斥，被喷射到转筒表面，使转筒得到一力矩而旋转.［步骤］一顶针上顶着一个能自由旋转的电介质转筒，其两侧对称地各放置一个排针，并分别与高压静电源两极相联，通电时筒可高速旋转.11.电风吹焰［原理］带电的尖端处电荷密度最大，其附近场强最强，因此尖端附近空气被电离，与尖端电荷同号的离子受到排斥飞向远方形成“电风”，与尖端电荷异号的离子受到吸引而趋向尖端与尖端电荷中和又带上同号电荷后受到排斥，飞向远方，也形成“电风”.［步骤］在多功能静电演示仪上使针形导体带电，能把放在尖端前方的蜡烛火焰吹向一边，甚至吹灭.（可手143144持蜡烛，使火焰靠近放电尖端）.或用导线使尖形布电器与起电机的一杆相连.在尖端的前方放一支燃着的蜡烛.摇动起电机手柄，可以看到蜡烛的火焰被吹向一边.12. 避雷针原理［原理］尖端电荷密度大，处在高压场中发生放电现象；球面电荷分布均匀处在高压场中不发生放电现象.［步骤］在极板上开二个孔，装上顶尖和一个带金属柄球（φ=2cm ）（二者长度相同）二极板通高压电时，顶尖发出嗤嗤声，不发生劈劈叭叭打火声，当搬倒顶尖时，同样条件下，就发生打火声，演示了避雷针原理.13. 静电屏蔽［原理］在电荷平衡时，导体内部的电场强度等于零. ［步骤］当带正电的有机玻璃棒接近静电计上部金属球时，指针有一很大张角.如球外套一接地的金属球网时（与球不接触），无论带正电的有机玻璃棒靠得多近，甚至与金属球网接触，指针也不张开，演示了静电屏蔽现象.14. 平行板电容器和外力克服电场力作功变为静电场增量［原理］平行板电容器所带电量、电势差的关系：Q=CV ；电容、介质、间距、相对面积的关系：0rSC dεε=. 外力克服电场力作功变为静电场能增量，根据0rSC dεε=知d 增加，C 减小，而Q 不变.根据静电能量公式：W=(1/2)QV=(1/2)CV 2可知，C 减小（一次方），V 增加（二次方），因此电场能W 增加了.（或由W=（1/2）VQ 知：Q 不变，V 增加，因此W 增加了）.［步骤］（1）可演示0rSC dεε= 、Q=CV 关系（Q 不变）.用手指轻触铝板，用丝绸摩擦过的有机玻璃棒使锌板带正电后，手指再离开铝板，此时静电计指针有一张角α（Q 不变），当：①S 改变：使铝板绕轴转动一个角度，使两板重迭面积S 减小，则指针张角变大.这是因为Q 不变，而S 变小，C 变小，据Q=CV 知，V （两板间电势差）变大的结果.②d 改变：沿滑道向外拉铝板，d 增加，指针张角α变大.这是因为Q 不变，d 增大而C 变小，据Q=CV ，则V 变大的结果.③r ε改变：把厚木板加入两金属板间，则指针张角α变小.这是因为Q 不变，加入木板使r ε变大，C变大.据Q=CV ，则V 变小的结果.(2) 外力克服电场力作功变为静电场能增量：两平行金属板带电后，向外拉活动板，可见到静电计指针张角变大，表明两板间电势差增大.15. 静电乒乓［原理］在高压电场中，轻物体带电前、后受电场力作用.［步骤］用丝线挂一镀金属膜的乓乒球，置于具有较高电势差的两金属板间（球放入锌板和铝板间，再将两板接正、负极），可见球受力情况，稍向一板加力见球在两板间来回迅速运动，演示静电乓乒现象.16.静电植绒原理［原理］轻小物体带电后，在电场中受电场力作用.［步骤］将植绒盒插在横梁支架上，高压输出端正负极分别联在盒的上下两极，开启高压电后，可看到盒内绒毛（或纸悄）上下跳动.如果在上极板上涂上粘接剂，就会形成所需要的象刺绣似的纺织品，这就是“静电植绒”原理.利用这种原理，可进行静电除尘，静电喷涂，静电摄影、静电复印等工作.注意：一次实验后，必须放电.禁止在未放电时换接正负极，否则会发生过电和损坏仪器.17.电介质的极化[原理]电介质模型在高压静电场中铝丝的静电感应和石蜡的极化使每个极子两端带有等量异号电荷，形成电偶极子，在电场中受力矩作用.[步骤]每根竖直的细丝线上系着四个电偶极子，模拟的偶极子是直径约为1毫米、长约2.5—3厘米的铝丝，铝丝两端各包有绿豆大小的枣核石蜡，（避免铝丝尖端放电，可对周围空气的干扰增加稳定性）把电介质模型放入高压静电场（即：将锌板、电偶极子和铝板依次放在绝缘架上，锌板接正极、铝板接负极.），电偶极子在电场中受力矩作用.18.静电除尘[原理]玻璃筒内靠近轴处电场较强，空气分子在强电场中电离，形成正负离子，这些离子又与烟粒相遇，使烟分别带上正负电荷，在电场力作用下，沉积在玻璃筒壁和中心铜线上.[步骤]把一个玻璃筒固定在一个有抽板的木盒上，玻璃筒的外面稀疏地绕以铜线作为一极，圆筒上端有开口的端盖中心固定一金属丝作为另一极，将玻璃筒内外铜线分别与高压电源两极相联（尚未接通电源）将木盒内油布条（或木悄）点燃，放入木盒中，看到浓烟从玻璃筒内袅袅上升自顶端逸出，当接通电源时，玻璃筒顶端即刻停止冒烟.使用一段时间后，玻璃筒内壁需要用酒精清洗.除尘装置或是用金属壳验电器改装而成的.中间金属杆做为一个电极，金属壳做为另一个电极.将两电极分别接到起电机放电杆上，点燃香头，放在底座上，待烟较浓时，摇起电机手柄，浓烟迅速消失.静电有着广泛的应用.这里用一简单装置说明工业上的除尘器的作用.19.光电效应：［原理］在紫外光照射下，金属表面释放出电子（光电子）的现象.［步骤］把锌板插入绝缘架的金属柱上，然后依次放上铝网、紫光灯.首先使铝网带正电.（一般用丝绸擦过的有机玻璃棒使网带正电）.（1）当高纯锌板不带电时，用紫外光照射（不要直视；开灯时间为10秒内.）锌板（用细砂纸擦光的）表面，指针迅速张开（张角约40度角左右）.据光电效应理论，锌板在紫外光照射下应有光电子被145击发出来而带正电，经验证锌板确已带正电，验证了光电效应理论.（2）当使锌板带负电（首先使网带正电，再用手指尖轻轻触锌板，使锌板正电消失，然后再使其带负电）再用紫外线照射时，则指针张角逐渐减小直到闭合，而后又张开一定角度，经验证锌板已带正电.据光电效应理论，这是因为锌板在被击发出光电子过程中负电荷减小，待负电荷释放完毕时，指针张角为零，而锌板继续释放光电子则指针又张开一个角度而带正电.再一次验证了光电效应理论的正确性.注意：此步骤的完成需调整灯、网、锌板间的间距.太近时，指针还未合拢就张开；太远时过程缓慢，所以间距要适当（一般锌板与网距约4厘米，网与灯相距约6厘米较合适），效应才明显.（3）当使锌板带少量正电（指针张角约30度角左右为宜），光照射时，指针继续张大，经验证锌板带正电.说明锌板在紫外光照射下有光电子发射，再一次验证了光电效应理论.说明：上述实验中（2）效果明显，（1）（3）由于锌板表面氧化等原因效果不明显.20．玻璃隔紫外线作用[原理]玻璃有吸收紫外光的作用（隔紫外光的作用）.[步骤]在紫外灯和网间放置一玻璃板，做实验19（光电效应），指针均不动.（四）注意事项1．电风车如果不旋转（或较慢）检查顶尖头部是否变圆，要重新磨尖.2．一次实验后，必须放电.禁止在未放电时换接正负极，否则会发生过电和损坏仪器.3．用紫外光照射不要直视；开灯时间为10秒内.4．调整灯、网、锌板间的间距，太近时，指针还未合拢就张开；太远时过程缓慢，所以间距要适当（一般锌板与网距约4厘米，网与灯相距约6厘米较合适），效应才明显.5．静电高压输出端不应长时间短路.6．静电学的演示实验受环境的影响，准备演示实验时充分考虑当时、当地条件，特别是清洁及干燥程度，并反复操作确保成功.7．对实验中可能出现的似乎“反常”的现象应有所准备.8．使用范德格拉夫起电机时要注意安全.使用范氏起电机应注意的问题A．保持皮带与带轮的干燥.这个因素对起电机的起电能力影响最大.可点亮灯泡，来防止温度的增加.B．由于金属球带电后，电压非常高，所以人体不要在高压情况下靠近金属球，以免在人体与球壳之间产生放电现象一般应保持二者之间有50cm以上的距离.C．当电机停止转动之后，也不能用手直接去接触球壳，因为此时球壳上仍有残留电荷，导电之后方能接触球壳.D．支撑球壳的有机玻璃电极支柱表面电阻很高，若表面被油脂指纹、灰尘等污染，可能就会在此处发生放电现象，影响球壳电压上升.当表面被污染时，可用纯酒精棉擦洗，干后用软布擦一次.E．做为电极的金属球壳，要经常保持表面清洁，应注意不要磕碰它.146。
高中物理选修1-1《生活中的静电现象》教案【一】
高中物理选修1-1《生活中的静电现象》教案【一】教学准备教学目标1.知道静电感应产生的原因，理解什么是静电平衡状态2.理解静电平衡时，净电荷只分布在导体表面且内部场强处处为零3.知道静电屏蔽及其应用教学重难点【重点难点】静电平衡状态;电场中导体的特点教学过程【教学过程】(一)复习提问1、什么是静电感应现象?2、静电感应现象的实质是什么?3、在静电感应时用手摸一下导体，再移走源电荷，则导体带什么电? 若将导体接地则情况如何?左端接地呢?(二)新课教学一、电场中的导体1、金属导体的特征：由做热振动的正离子和做无规则热运动的自由电子组成2、静电感应现象问题：在源电荷的电场中引入金属导体后会对空间各点的场强有影响吗?是什么作用使金属内的电子定向移动的?此移动一直进行吗?金属导体内部有电场吗?答：使空间电场重新分布源电荷的电场使导体内部自由电子定向移动静电平衡状态：导体(包括表面)中没有电荷定向移动时的状态叫静电平衡状态4、静电平衡状态下导体的特点：⑴内部场强处处为零(不为0则自由电子将继续移动直至合场强为0)⑵导体中没有自由电荷定向移动⑶净电荷分布在导体表面实验证明：法拉第圆筒实验⑷导体表面附近电场线与表面垂直理论证明：中性导体带电后，由于同种电荷相互排斥，净电荷只能分布在表面反证法：若内部有自由电荷，则内部场强不为0，导体就不是处于静电平衡状态5、静电平衡时导体周围电场分布：上图空间实际电场分布，不会出现虚线电场线二、静电屏蔽1、空腔导体的特点：净电荷只分布在外表面，内表面不带电，空腔内没有电场1、静电屏蔽外部电场对内部仪器没有影响若将源电荷置于空腔内，则外对内没有影响，但内对外有影响实验演示：将收音机置于金属网罩内则声音大小减小若将球壳接地，则内外各不影响3、应用电学仪器和电子设备外面套有金属罩通信电缆版面包一层铅皮高压带电作业人员穿金属网衣通讯工具在钢筋结构房屋中接收信号弱(三)巩固练习例1：如图所示，在一个原来不带电的金属导体壳的球心处放一正电荷，试分析A、 B、C三点的场强：A.EA≠0 ，EB=0 ，EC=0B.EA≠0 ，EB≠0 ，EC=0C.EA≠0 ，EB≠0 ，EC≠0D.EA=0，EB≠0 ，EC=0例2：如图所示，A、B是两个架在绝缘支座上的金属球，都不带电，中间用导线连接，现用一带正电的小球C靠近B，用手摸一下B球，再撤去导线，然后移走C球，则A、B带电情况：A.A球带正电，B球带负电B.A球带正电，B球不带电C.A球不带电，B球带负电D.以上说法都不正确例3：长为L的金属棒原来不带电，现将一带电荷量为q的正电荷放在距棒左端R处且与棒在一条线上，则棒上感应电荷在棒内中点O处产生的场强的大小，方向。
高二物理选修3-1静电现象的应用知识点
高二物理选修3-1静电现象的应用知识点一、静电感应现象1. 导体：容易导电的物体叫导体。
2. 导体中存在大量自由电荷。
常见的导体有：金属、石墨、人体、大地、酸碱盐溶液等。
3. 静电感应现象：放入电场中的导体，其内部的自由电子在电场力的作用下向电场的反方向作定向移动，致使导体的两端分别出现等量的正、负电荷。
这种现象叫静电感应现象。
4. 感应电荷：静电感应现象中，导体不同部分出现的净电荷。
二、静电平衡状态下导体的电场1. 静电场中导体内电场分布2. 静电平衡：电场中导体内(包括表面上)自由电荷不再发生定向移动的状态叫做静电平衡状态。
3. 静电平衡导体的特性：(1)导体内部场强处处为零(2) 导体是等势体,表面为等势面(3)导体外部表面附近场强方向与该点的表面垂直三、导体上电荷分布1. 法拉弟圆桶实验2. 静电平衡时，超导体上电荷分布规律：导体内部无净电荷，电荷只分布在导体的外表面在超导体表面，越尖锐的位置，电荷的密度(单位面积上的电荷量)越大，凹陷位置几乎没有电荷。
3. 尖端放电：四、静电屏蔽1. 空腔导体或金属网罩可以把外部电场遮住，使其不受外电场的影响。
2. 静电屏蔽的两种情况导体内腔不受外界影响：接地导体空腔外部不受内部电荷影响：3. 静电屏蔽的本质：静电感应与静电平衡4. 静电屏蔽的应用：电学仪器和电子设备外面金属罩、通讯电缆外层金属套电力工人高压带电作业，全身穿戴金属丝网制成的衣、帽、手套、鞋高二物理选修3-1知识点研究带电粒子在电场中的运动要注意以下三点：1. 带电粒子受力特点。
2. 结合带电粒子的受力和初速度分析其运动性质。
3. 注意选取合适的方法解决带电粒子的运动问题。
电源电源就是把自由电子从正极搬迁到负极的装置。
(从能量的角度看，电源是一种能够不断地把其他形式的能量转变为电能的装置)电流1. 电流：电荷的定向移动形成电流。
2. 产生电流的条件(1)导体中存在着能够自由移动的电荷金属导体——自由电子电解液——正、负离子(2)导体两端存在着电势差高二物理选修3-1必考知识点恒定电场和恒定电流1. 恒定电场：由稳定分布的电荷产生稳定的电场称为恒定电场。
静电实验原理
静电实验原理
1. 静电感应实验
用带电物体靠近一个导体,导体内部的电荷会重新分布,即发生静电感应现象。
通过这个实验可以验证静电感应定理。
2. 静电斥力实验
用两个同种带电物体(正正或负负相斥)靠近,会相互排斥,从而证实同种电荷之间存在斥力。
3. 静电引力实验
用正负不同种类的带电物体靠近,会相互吸引,从而证实异种电荷之间存在引力。
4. 静电放电实验
在两个不同电位的物体之间形成电火花或电晕放电,说明它们之间存在高电位差。
5. 静电屏蔽实验
用导体罩将带电体包裹起来,内部物体将被屏蔽不受静电场影响,验证了静电屏蔽效应。
6. 静电计实验
利用静电场改变金属箔或悬丝的形状或位置,通过观测变化来测量电荷大小和电场强度。
通过这些基本静电实验,可以直观地观察和体会静电场的存在,验证相关定理和公式,加深对静电学基本概念的理解。
感应起电机起电原理的实验探究及其解释(1)
第29卷 第8期2009年8月 物 理 实 验 P H YSICS EXPERIM EN TA TION Vol.29 No.8 Aug.,2009 收稿日期:2009202223 作者简介:朱向阳(1960-),男,江西信丰人,信丰中学物理高级教师,从事中学物理实验教学与研究工作.基础教育研究感应起电机起电原理的实验探究及其解释朱向阳1,崔缨子2(1.信丰中学,江西信丰341600;2.赣州市第三中学,江西赣州341000) 摘 要:探究了对静电感应起电机正转和反转时起电现象的实验,结果表明感应起电机正转和反转时都能起电.通过模拟实验的推演,对起电原理作了合理的解释.关键词:静电感应;起电机;起电原理中图分类号:O441.1;G 633.7 文献标识码:B 文章编号:100524642(2009)08200222061 引 言J 2310型静电感应起电机(又称维氏起电机)是静电学中常用的实验仪器.在用静电感应起电机做静电实验时,有很多学生提出静电感应起电机起电原理的问题.关于这个问题,许多老师也很难说清楚[1].由于感应起电机的构造较为复杂和起电现象的微观变化,所以在一般情况下靠直觉是很难通过观察来了解起电原理,特别是使用时必须顺时针摇动摇柄才能起电,而逆时针摇动摇柄不能“起电”,着实让人感到难于理解.经查阅文献发现,关于正转起电原因:有人认为是大气中的带电粒子附着在导电膜上引起起电[1];有人认为是铜丝电刷与铝箔摩擦引起起电;有人认为是开始时两盘所带电荷不平均引起起电[2].而关于反转不起电原因:有人认为是正、负电荷的完全中和所致[3];有人认为是静电感应使电荷被消耗所致[4];有人认为是集电梳在起电盘上的位置不对所致[5].在以上文献的启发下,笔者对感应起电机正转和反转时的起电现象进行了实验探究,探究结果表明感应起电机正转和反转时都能起电.本文介绍该实验的探究方法和实验现象,并根据实验现象对感应起电机的起电原理作出合理的解释.2 感应起电机起电原理的模拟装置1)J 2310型静电感应起电机的主要构造如图1所示.图1 起电机实物图片2)在实验探究时,为了便于根据实验现象研究起电原理,笔者制作了感应起电机起电原理的模拟装置.为便于说明探究现象和分析起电原理,先将模拟装置做介绍.模拟装置如图2所示,主要由木板、纸板等材料制作而成.在木板(45cm ×35cm )上喷上白漆(或贴上白纸)作背景色,把1枚铁钉从木板背面中心钉入穿出正面作内外起电盘的固定轴,用深色纸板剪2个直径分别是18cm 和25cm 的圆盘套在铁钉上作起电盘.为了方便观察和说明问题,把小圆盘p 作实际起电机上的内起电盘(有摇柄的一侧),大圆盘P 作外起电盘.再用2根长分别是15cm 和20cm 的塑料管作内、外起电盘的电刷导电杆f 和F ,两端表示铜丝电刷(为了便于观察和拍照,导电杆两端不另装表示电刷的物件).2根导电杆互成90°,且均与水平方向成45°固定在铁钉上(实验时不跟随圆盘转动).导电杆把内、外起电盘的盘面等分成4块扇区,在各扇区上粘贴1块扇形纸片,表示各扇区内的导电膜铝箔(实际的起电机每块扇区上一般有5片以上的铝箔,后面的论述表明在起电机起电过程中,起电盘每旋转90°每块扇区内的铝箔所经历的微观起电变化相同,所以用1块纸片代表扇区内的所有铝箔),并用a ～d 和A ～D 分别把内外起电盘上的导电膜逐一编号.图2 起电机模拟装置在起电盘的两侧画出集电梳E 1和E 2、放电球T 1和T 2、莱顿瓶C 1和C 2及金属片S 的结构简图.用纸板剪取20个小圆片作正负电荷,一半画上正电荷符号,另一半画上负电荷符号,在记录实验现象和模拟推演时,把小圆片放在模拟装置相应的位置处,表示该处所带电荷的种类.3)在实际使用感应起电机时,通常把顺时针摇动摇柄(内起电盘顺时针旋转,外起电盘逆时针旋转)使感应起电机转动叫做正转;反之,称之为反转.3 感应起电机起电原理的实验探究3.1 实验探究所需器材和探究原理实验器材主要有:J 2310型静电感应起电机1台、测电笔的氖管1个、稍粗的单芯铝线和细铜丝等.实验探究的原理:手持氖管一端,使氖管另端靠近或接触带电体时,氖管里的发光部位总处在低电位端(如图3所示)[6],利用该特性,判断起电盘上各处是否带电和所带电荷的极性.氖管宜用图3所示的老式氖管,现在有种新式氖管因其里面的金属丝绕制不同于老式氖管,把其一端分别靠近(或接触)带正电荷和带负电荷的物体时,发光部位无明显改变,无法判断被测电荷的正负极性,所以不宜使用.图3 氖管结构及测试图3.2 实验探究起电机正转时的起电现象1)在暗室里持续摇动J 2310型静电感应起电机的摇柄使起电机正转,手持氖管一端,使氖管另一端先后靠近内、外起电盘的箔片和放电球T 1,T 2及莱顿瓶C 1,C 2的导电连接杆,观察各处是否带电和带电性质.图4是某次实验的实测结果.图4 正转电荷分布图内起电盘以电刷导电杆f 为分界线,起电盘上半部所有的导电膜铝箔都带负电荷,下半部所有的导电膜铝箔都带正电荷;外起电盘以电刷导电杆F 为分界线,起电盘上半部所有的导电膜铝箔都带正电荷,下半部所有的导电膜铝箔都带负电荷,示意图见图4.内、外起电盘以f 和F 正交所划分的4个扇区形成稳定的电荷区,其中左边扇区两盘均带正电荷,右边扇区两盘均带负电荷,上方内盘扇区带负电荷、外盘扇区带正电荷,下方内盘扇区带正电荷、外盘扇区带负电荷;放电球T 1和莱顿瓶C 1聚集的是正电荷,而放电球T 2和莱顿瓶C 2聚集的是负电荷.在探测过程中发现:内、外起电盘左右扇区的电场特别强,易使靠近的氖管发光,上下扇区的电场较弱,只有在氖管离盘面很近或与盘面接触时才发光.其原因是:左右扇区的电场是由内、外起电盘上同种电荷的电场叠加,叠加后形成的是强电场;而上下扇区的电场则是由内、外起电盘上异种电荷的电场叠加,叠加后形成的是弱电场.实验中还能明显地观察到:4把电刷与铝箔接触处有明显的放电火花,集电梳的尖端有电晕,起电机其他有毛刺的部位也有光亮.32第8期 朱向阳,等:感应起电机起电原理的实验探究及其解释从图4中可看出:两盘上的导电膜铝箔每次通过本盘电刷后所带电荷的极性都与原来所带电荷的极性相反.2)大多数文章(包括仪器说明书)认为左、右扇区的导电膜铝箔分别经过集电梳E1和E2时,铝箔上所带的电荷与集电梳感应出的异种电荷形成尖端放电而中和,使经过集电梳后的铝箔不再带电(呈现电中性),并以此推演下步的起电情况.上述观点与实验探测的结果不相符.实验探测到经过集电梳E1和E2后的铝箔跟尚未经过集电梳的铝箔都同样能使氖管发光,且发光亮度无明显变化,电荷极性也相同,若铝箔已被电刷刮伤有毛刺,还可看到经过集电梳后而靠近电刷时(未与电刷接触)的铝箔会产生电晕放电,这说明经过集电梳后的铝箔还同样带有电荷.所以,以经过集电梳后的铝箔不再带电来推演下步的起电情况,其结果缺乏科学性.为了进一步探究集电梳E1和E2在起电机中的作用,笔者把集电梳E1和E2移开起电盘后进行实验.实验结果是除了莱顿瓶和放电球不带电外,内、外起电盘上所带电荷情况跟图4相同.这说明有无集电梳对起电盘的起电没有任何影响,但对莱顿瓶和放电球能否“收集”到电荷起到关键作用.因此,可以把静电感应起电机分作2个系统,即由内、外起电盘和电刷等组成的“起电系统”和由集电梳、莱顿瓶和放电球等组成的“集电系统”.3.3 实验探究起电机反转时的起电现象1)在通常情况下使用J2310型静电感应起电机,只能顺时针摇动摇柄使起电机正转,如逆时针摇动摇柄,摇柄会从转动轴上退出.为了能实验探究起电机反转时的起电现象,可用手固定皮带轮,然后顺时针转动摇柄,使摇柄在转动轴里套紧.套紧后的摇柄可顺时针摇动使起电机正转,也可逆时针摇动使起电机反转.2)在暗室里持续摇动起电机的摇柄使起电机反转,手持氖管一端,使氖管另一端先后靠近内、外起电盘的箔片和放电球T1,T2及莱顿瓶C1,C2的导电连接杆,观察各处是否带电和带电性质.图5是某次实验的实测结果.内起电盘以电刷导电杆f为分界线,起电盘上半部所有导电膜铝箔都带正电荷,下半部所有导电膜铝箔都带负电荷;外起电盘以电刷导电杆F为分界线,起电盘上半部所有的导电膜铝箔都带正电荷,下半部所有的导电膜铝箔都带负电荷.内、外起电盘以f和F 正交所划分的4个扇区形成稳定的电荷区,其中左边内盘扇区带负电荷、外盘扇区带正电荷,右边内盘扇区带正电荷、外盘扇区带负电荷,上方扇区两盘均带正电荷,下方扇区两盘均带负电荷,放电球T1,T2和莱顿瓶C1,C2均不带电.内、外起电盘强电场区由正转时的左右扇区变为上下扇区,弱电场区由正转时的上下扇区变为左右扇区.图5 反转电荷分布图实验中还能明显地观察到:4把电刷与铝箔接触处有明显的放电火花,集电梳的个别尖端有时也有电晕(但比正转时弱得多),起电机其他有毛刺的部位也有光亮.从图5中可看出:两盘上的导电膜铝箔每次通过本盘电刷后所带电荷的极性都与原来所带电荷的极性相反,跟正转时的情况相同.3)从图5中可看出,起电机反转时起电系统也在不断地起电,但内、外起电盘均带正电荷或负电荷的扇区已稳定在f和F正交所划分的上、下扇区,而分别经过集电梳E1和E2的左、右扇区的内、外起电盘均带异种电荷.由于集电梳E1和E2各自同时收集的是异种电荷,异种电荷在集电梳上发生中和,结果使集电系统无法储集电荷.但若把集电梳E1和E2安装在图5中的上、下扇区内,集电系统应该可以起到“集电”和向外“供电”的作用.为了证实这一猜想,笔者进行了下述实验.用单芯铝线和细铜丝自制成2个集电梳,分别安装在起电机的上、下扇区内,各集电梳的另一端分别与起电机的左右集电杆连接,使起电盘4个扇区均有集电梳.实验时先把2个放电球靠近(相距1cm左右),然后使起电机正转,可看到两球间发生火花放电并伴随有空气的爆鸣声.再使起电机反转,同样可看到两球间发生火花放电并42 物 理 实 验第29卷伴随有空气的爆鸣声.实验探究的结果表明:J2310型静电感应起电机反转时,起电系统也在起电,集电系统不能集电是因为集电梳的位置不对.3.4 实验探究电刷装置对起电的影响J2310型静电感应起电机的内、外起电盘上各有1根导电杆,导电杆两端均安装有铜丝电刷, 2根导电杆互成90°,并且都与水平方向成45°固定在起电盘的固定轴上,组成电刷装置,各电刷与盘面上的铝箔紧密接触.电刷装置对起电机起电的影响,笔者做了实验探究.1)拆除电刷装置中的1把电刷后使起电机正转或反转,实验结果是起电机不能起电.这说明电刷是起电机起电系统不可或缺的部件.所以,在使用起电机时,必须使4把电刷都与铝箔紧密接触才能起电.2)把起电机内、外起电盘上的电刷导电杆各旋转90°(通过拆除、安装的办法)相互交换所对的位置,再使起电机正转或反转进行实验.起电机正转时实测的结果与图5情况相同,起电系统能够起电,但集电系统不能集电;起电机反转时实测的结果与图4情况相同,起电系统能够起电,集电系统也能够集电.3)J2310型静电感应起电机内、外起电盘上的导电杆,已通过金属固定轴连通为一体.这种结构对起电是否会产生影响,笔者也做了实验探究.在1根胶皮铝芯线的两端固定一些细铜丝自制成电刷,用它替代内起电盘(或外起电盘)上的电刷,使内、外起电盘上的导电杆互不连通,然后使起电机正转或反转进行实验.实验结果表明:2根导电杆是否连通对能否起电没有影响.如果把自制电刷的铝线剪断(即同一起电盘的2把电刷相互断开)后进行实验,结果是起电机不能起电,这表明同一导电杆两端的电刷是靠导电杆进行相互作用的.所以,起电机在其他情况正常时还不能起电,可能是2把电刷之间由于某种原因(如电刷与导电杆接触处生锈)使他们断开所致.4)有些教师认为感应起电机是由于铜丝与铝箔的摩擦而起电,为了探究起电机起电是否与“摩擦起电”有关系,笔者用同台起电机的4片铝箔代替铜丝电刷(同种物质相互摩擦)进行了实验探究.实验结果是起电机照样起电,这说明电刷起导电作用,而不起“摩擦起电”的作用.4 感应起电机起电原理的解释根据上述实验现象,并通过用起电原理模拟装置对静电感应起电机的起电机理和集电机理的模拟推演,笔者认为“静电感应”和“正负电荷中和”是静电感应起电机起电的基本原理.在上文中已把静电感应起电机分作“起电系统”和“集电系统”两部分,为了方便论述,下面分别对“起电原理”和“集电原理”进行说明.4.1 感应起电机的起电原理1)正转起电过程.如图2所示,假设在导电杆f上端电刷所对外起电盘的位置处(在其他位置处,起电的情形类似),受到大气中较多的正电荷(如是负电荷,起电的情形类似)粒子碰撞.当起电机正转时,逆时针旋转的外起电盘(下称P 盘)上B区铝箔经过此处时便带上正电荷,同时使顺时针旋转的内起电盘(下称p盘)上经过电刷的a区铝箔,由于静电感应带上负电荷,而与f 下端电刷接触的c区铝箔则被感应出正电荷,P 盘上的D区铝箔带上负电荷,如图6所示.图6 正转开始时p盘和P盘同时旋转90°至图7位置时,P盘B区带正电荷的铝箔和D区带负电荷的铝箔分别与F两端的电刷接触,如图7(a)所示.由于F 的连接,使正负电荷发生中和,导致两区的铝箔成电中性,但同时旋转到此位置上的p盘c区带正电荷的铝箔和a区带负电荷的铝箔,由于静电感应,使B区和D区上的铝箔重新带上电荷.根据感应规律,B区铝箔带上负电荷,D铝箔带上正电荷.结果使它们经过电刷后所带电荷的极性,刚好跟经过电刷前所带电荷的极性相反.与此同时,C区铝箔也进入大气中的正电荷粒子碰撞位置而带上正电荷,由于静电感应,使b区和A区铝箔带上负电荷,而d区铝箔带上正电荷.最后结果各区铝箔带电情况如图7(b)所示.52第8期 朱向阳,等:感应起电机起电原理的实验探究及其解释(a )电荷变化前 (b )电荷变化后图7 正转90°时当p 盘和P 盘继续旋转至刚好180°时,两盘上便以f 和F 正交划分的4个扇区,形成不同的电荷分布区,其中左边扇区的内、外盘均带正电荷,右边扇区的内、外盘均带负电荷,上、下扇区的内、外盘均带异种电荷,如图8所示.图8 正转180°此后,因为内、外盘各铝箔均带上了电荷,起电机继续正转,各铝箔经过电刷时,在“正负电荷中和”和“感应起电”这两个物理过程的作用下,改变所带电荷的极性,从而不断地自激起电.至此,空气中的电荷源就不再起作用了.因此,仪器说明书上把“电刷装置”叫做“中和电刷”,同时在括号内注释为“感应电刷”,笔者认为是有道理的.2)反转起电过程.反转起电和正转起电的原理相同,但反转时(以图2情况为例),由于开始带正电荷的是P 盘的A 区铝箔,在静电感应的作用下,p 盘的d 区和b 区铝箔分别带负电荷和正电荷,而P 盘的C 区铝箔则带上负电荷,结果反转180°后便形成图5所示的电荷分布.4.2 感应起电机的集电原理1)正转集电过程.如图4所示,在左边扇区,当内、外起电盘上均带正电荷的铝箔同时相向经过集电梳E 1时,由于静电感应使E 1感应出负电荷,而与E 1相连接的放电球T 1(下称T 1)和莱顿瓶(下称C 1)内则被感应出正电荷,E 1感应出的负电荷又聚集在电梳尖端而形成电晕放电,结果使正电荷储集在T 1和C 1上,而经过E 1后带正电荷的铝箔则继续旋转,旋转到与电刷接触时,铝箔所带的正电荷则与导电杆另端电刷接触的铝箔所带的负电荷中和,当有带正电荷的铝箔持续经过E 1时,T 1和C 1就能不断地储集正电荷.同理,同时在右边扇区内、外起电盘上均带负电荷的铝箔持续经过E 2后,使T 2和C 2内不断地储集负电荷.当C 1和C 2处储集的正、负电荷不断增加,T 1和T 2之间的电压也随之升高,在电压达到T 1和T 2之间空气的击穿电压值时,T 1和T 2之间就会产生火花放电.值得一提的是:大多数文章(包括仪器说明书)认为左、右扇区的导电膜铝箔分别经过E 1和E 2时,铝箔上所带的电荷与集电梳感应出的异种电荷形成尖端放电而中和,使经过集电梳后的铝箔不再带电(呈现电中性),并以此推演下步的起电情况.这不仅与实验事实不相符,并且以此推演出起电机反转不起电的错误结论.2)反转集电过程.如图5所示,在左边扇区,当内、外起电盘上分别带负、正电荷的铝箔同时相向经过E 1时,由于静电感应使E 1两侧感应出正、负电荷,而与E 1相连接的T 1和C 1内也被被感应出正、负电荷,由于正、负电荷相互抵消,结果使T 1和C 1内无法储集电荷.同理,T 2和C 2也是无法储集电荷.起电机反转时,如果在上、下扇区安装有集电梳,跟“正转集电过程”相同,放电球和莱顿瓶便可“储集”到电荷,这在“实验探究”中已得到证实.文献[4]将J 2310型静电感应起电机的前后电刷位置顺时针旋转90°再固定,然后,使起电机反转才能起电(正转集电系统不能集电).根据上述起电原理和集电原理进行模拟推演,结果说明其起电情形跟电刷位置未改变时的正转起电完全相同,用数学语言来说是“负负得正”的结果.所以它不是J 2310型静电感应起电机真正意义上的反转起电.参考文献:[1] 张德新.静电感应起电机的起电原理[J ].教学仪器与实验,2007,23(12):24225.[2] 张德启,李新乡,陶洪.物理实验教学研究[M 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and practiceSH EN Gui 2ping ,L UO Wan 2fa(Depart ment of Physics ,Xiamen University ,Xiamen 361005,China )Abstract :The reform and practice of const ructing new experimental curriculum system for mod 2ern p hysics experiment is discussed in t his paper.In t he new curriculum system ,experiment content is modularized ,and t he opening experimental teaching mode is adopted at t he same time by using t he met hod of “categorization and overall consideration ”.Furt hermore ,t he cultivation of basis knowl 2edge ,experimental skills and scientific research abilities for p hysical professionals are taken into ac 2count in t he const ruction of t his new modular curriculum system for modern p hysics experiment.K ey w ords :modern p hysics experiment ;teaching content ;teaching mode ;curriculum system[责任编辑:尹冬梅]72第8期 朱向阳,等:感应起电机起电原理的实验探究及其解释。
感应起电的例子(一)
感应起电的例子(一)感应起电的例子1. 静电感应静电感应是常见的感应起电现象之一。
当带有静电荷的物体靠近一个无电荷的金属物体时，金属物体会受到感应而发生感应起电。
具体例子如下：•当我们用梳子梳头发时，梳子会带有静电荷。
当将带有静电荷的梳子靠近一个无电荷的金属物品（如铁锅），金属表面则会出现感应起电现象，即金属表面靠近梳子的那一部分会带上与梳子相反的电荷，而远离梳子的那一部分则带上与梳子相同的电荷。
这使得金属表面的电荷分布不均，导致金属表面带电。
2. 磁感应产生电流磁感应产生电流是另一种常见的感应起电现象。
当磁场的强度发生变化时，周围的导体中将产生感应电流。
具体例子如下：•手电筒发光原理：手电筒中的电池会产生电流，通过一个线圈产生磁场。
当电路断开时，磁场会发生变化，这就产生了感应电流。
感应电流通过灯丝，使灯丝发热，从而使手电筒发光。
3. 电磁感应电磁感应是一种通过磁场产生感应起电的现象。
当导体运动或磁场的强度发生变化时，导体内部会产生感应电流。
具体例子如下：•发电机原理：发电机通过旋转的导体在磁场中运动来产生感应电流。
当导体旋转时，导体切割磁力线，导致磁通量发生变化，从而在导体中产生感应电流。
•变压器原理：变压器中的感应也是通过电磁感应实现的。
当交流电通过一根线圈产生的磁场发生变化时，另一根线圈中就会产生感应电流，从而改变电压。
4. 光电效应光电效应是一种光线照射到物质上产生感应电流的现象。
当光子击中物质表面时，会激发物质中的电子跃迁，从而产生感应电流。
具体例子如下：•太阳能电池原理：太阳能电池通过光电效应将太阳光中的能量转化为电能。
当太阳光照射到太阳能电池的表面时，光子激发了太阳能电池内的电子，使其跃迁产生感应电流，最终转化为可用的电能。
总结感应起电是一种通过外部条件的变化来产生电流的现象。
静电感应、磁感应、电磁感应和光电效应都是常见的感应起电例子。
这些例子不仅在日常生活中有所应用，也在工业、能源等领域发挥重要作用。
高一物理静电感应试题
高一物理静电感应试题1.如图所示，把两张用软纸摩擦过的塑料片相互靠近，它们会张开。
这是由于它们之间存在（）A．弹力B．摩擦力C．静电力D．磁场力【答案】C【解析】由于摩擦起电，用两张用软纸摩擦过的塑料片带同种电荷，相互靠近时，相互排斥，塑料片会张开，是由于静电力作用，故选C。
【考点】考查了静电现象2.如图所示，真空环境中，带电导体球A，靠近但不碰到不带电枕形导体B，则A．A因受到B的静电作用,电荷增多B．A因受到B的静电作用,电荷减少C．若A带正电,则B的右端带负电D．若A带正电,则B的右端带正电【答案】D【解析】靠感应起电使物体带电，带电的实质是电荷的移动，总电荷量保持不变。
带电导体球A，靠近但不碰到不带电枕形导体B时，导体B的左端感应出等量的异种电荷，导体B的右端感应出等量的同种电荷，导体B的正负电荷仍是守恒的，故A、B错误；若A带正电，则由前面的分析知，导体B的右端带正电，故C错误，D正确。
【考点】本题考查静电现象，意在考查考生的理解能力和推理能力。
3.如图所示是模拟避雷针作用的实验装置A.A放电B.B放电C.A、B一起放电D.A、B之间放电【答案】A【解析】当物体比较尖锐时，电荷密度大，电场强度强，容易击穿空气，故为A放电，故选A【考点】考查了尖端放电点评：关键是对尖端放电原理正确把握4.下列现象中是应用静电现象的是（）A．复印机B．静电除尘C．静电喷漆D．尖端放电【答案】ABC【解析】尖端放电是是静电的防止，不是静电的应用，D错误故选ABC【考点】静电场中的导体．点评：本题是常识性问题，考查对静电现象的了解程度，小高考的能力要求，比较简单．5.如图是模拟避雷针作用的实验装置，金属板M接高压电源的正极，金属板N接负极．金属板N上有两个等高的金属柱A、B，A为尖头，B为圆头．逐渐升高电压，当电压达到一定数值时，可看到放电现象，则A．A金属柱容易放电 B．B金属柱容易放电C．A、B一样容易放电 D．无法判断【答案】A【解析】末端越尖越容易放电，故A金属柱容易放电，故选A【考点】考查了尖端放电现象点评：尖端电荷比较密集，形成的电场强度大，容易击穿空气6.如图所示，把原来不带电的金属球壳B的外表面接地，将一带正电的小球A从小孔放入球壳内，但不与B接触，达到静电平衡后，则（）A．B的空腔内电场强度为零B．B不带电C．B带负电D．B的内外表面电势相等【答案】CD【解析】由于静电感应，金属球壳B内壁感应出负电荷，A带正电，则B的空腔内电场强度不为零．故A错误．金属球壳B外表面接地，大地中电子跑到球壳B上将正电荷中和，所以B带负电．故B错误，C正确．静电平衡后，金属球壳B是一个等势体．故D正确．故选CD【考点】静电场中的导体．点评：静电平衡后，由于静电感应，金属球壳B内壁感应出负电荷，外表面接地，不带电．B的空腔内电场强度不为零．金属球壳B是一个等势体7.以下四幅图均是与静电现象相关的实际应用的例子，其中属于防止静电危害的是【答案】D【解析】A、A图是静电复印，是利用异种电荷相互吸引而使碳粉吸附在纸上，属于静电应用；错误B、B图是静电喷漆，喷枪喷出的油漆微粒带正电，因相互排斥而散开，形成雾状，被喷涂的物体带负电，对雾状油漆产生引力，把油漆吸到表面，属于静电应用；错误C、C图是静电除尘，除尘时除尘器中的空气被电离，烟雾颗粒吸附电子而带负电，颗粒向电源正极运动，属于静电应用；错误D、D图油罐车上的搭地铁链是为了把产生的静电导走，属于静电的防止；正确故选D【考点】静电的防止和应用点评：要分清例子中属于静电的防止与应用，应从各种实例的原理出发进行判断。
静电有三大特点一是电压高二是静电感应
静电有三大特点一是电压高二是静电感应静电是一种电能，留存在物体表现，具有高电位、低电量、小电流和作用时间短的特点。
静电电压高：静电能量不大，但其电压很高。
固体静电可达20104V 以上，液体静电和粉体静电可达数万伏，气体和蒸气静电可达10000V以上，人体静电也可达10000V以上。
静电泄漏慢：由于积累静电的材料的电阻率都很高，其上静电泄漏很慢。
静电的影响因素多：静电的产生和积累受材质、杂质、物料特征、工艺设备(如几何形状、接触面积)和工艺参数(如作业速度)、湿度和温度、带电历程等因素的影响。
扩展资料:
静电是通过摩擦引起电荷的重新分布而形成的，也有由于电荷的相互吸引引起电荷的重新分布形成。
一般情况下原子核的正电荷与电子的负电荷相等，正负平衡，所以不显电性。
但是如果电子受外力而脱离轨道，造成不平衡电子分布，比如实质上摩擦起电就是一种造成正负电荷不平衡的过程。
当两个不同的物体相互接触并且相互摩擦时，一个物体的电子转移到另一个物体，就因为缺少电子而带正电，而另一个体得到一些剩余电子的物体而带负电，物体带上了静电。
专题一电荷的相互作用及静电感应
专题一、电荷的相互作用及静电感应1、电荷（1）自然界的电荷只有两种：正电荷：用丝绸摩擦过的玻璃棒，规定玻璃棒带的电荷为正电荷。
负电荷：用毛皮摩擦过的橡胶棒，规定橡胶棒带的电荷为负电荷。
（2）物体带电的实质电子的得失和转移的过程就是物体带电的过程。
（3）电荷之间有相互作用，同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引．2．物体带电的三种方式：即摩擦起电、感应起电和接触带电。
(1)摩擦起电是由于相互摩擦的物体间的电子的得失而使物体分别带上等量异种电荷，玻璃棒与丝绸摩擦时，由于玻璃棒容易失去电子而带正电；硬橡胶棒与毛皮摩擦时，由于硬橡胶棒容易得到电子而带负电。
(2)感应起电是指利用静电感应使物体带电的方式。
②导体的特征：导体内部含有大量的自由移动的电荷②感应起电的原因：放入电场中的导体，其中的自由电荷在电场力作用下发生重新分布，使导体两端分别出现等量异种电荷——感应电荷．(3)接触带电，指一个不带电的金属导体跟另一个带电的金属导体接触后分开，而使不带电的导体带上电荷的方式。
3．电量的单位和元电荷（1）电量的单位是库仑，简称库，符号是C（2）基本电荷电量e=1.6×10-19C ，美国物理学家密立根发现：任何带电物体所带的电量均为e的整数倍，即Q=ne,质子和电子带最小的电量e 。
（3）电荷守恒定律：电荷既不能创生，也不能消失，它只能从一个物体转移到另一个物体或从物体的一部分转移到另一部分。
4. 几个概念的理解：①元电荷：是指电量的最小单位，不是指电荷；1元电荷e=1.60×10－19C。
②点电荷：是指不考虑形状和大小的带电体。
③试探电荷：是指电量很小的点电荷，当它放入电场后不会影响该电场的性质。
④场源电荷：产生电场的电荷。
（点电荷和试探电荷属理想模型。
）1.【2015江苏-2】2．静电现象在自然界中普遍存在，我国早在西汉末年已有对静电现象的记载《春秋纬考异邮》中有玳瑁吸衣若只说，但下列不属于静电现象的是 ( ) A．梳过头发的塑料梳子吸起纸屑B．带电小球移至不带电金属球附近，两者相互吸引C．小线圈接近通电线圈过程中，小线圈中产生电流D．从干燥的地毯走过，手碰到金属把手时有被电击的感觉2.(2016浙江卷，15）如图所示，两个不带电的导体A 和B ，用一对绝缘柱支持使它们彼此接触。
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静电感应（一）1. 在一个原来不带电的金属导体甲附近放一个带正电的物体乙，下列说法正确的是（）A.甲导体上各处均无电荷B.甲导体a端会出现正电荷C.甲导体a端会出现负电荷D.若将甲导体b端接地，则b端电荷会消失2. 如图所示，把一个不带电的枕型导体靠近带正电的小球，由于静电感应，在左端a，右端b分别出现负、正电荷，则以下说法正确的是（）A.闭合K1，有电子从枕型导体流向大地B.闭合K1，有正电荷从枕型导体流向大地C.闭合K2，有电子从大地流向枕型导体D.闭合K2，有电子从枕形导体流向大地3. 如图所示，原来不带电的金属导体MN，在其两端下面都悬挂着金属验电箔；若使带负电的金属球A靠近导体的M端，可能看到的现象是（）A.只有M端验电箔张开，且M端带正电B.只有N端验电箔张开，且N端带正电C.两端的验电箔都张开，且两端都带正电或负电D.两端的验电箔都张开，且左端带负电，右端带正电4. 以下说法中，那一种是验电器的主要工作原理（）A.摩擦起电B.尖端放电C.同种电荷相互排斥D.静电屏蔽5. 一个原来不带电的半径为r的空心金属球放在绝缘支架上，右侧放置一个电荷量为+Q的点电荷，试比较金属球内部a、b两点的场强大小（）A.E a>E bB.E a<E bC.E a=E b=0D.无法确定6. 如图所示，在原来不带电的金属细杆ab附近P处，放置一个正点电荷．达到静电平衡后（）A.a端的电势比b端的高B.b端的电势比a端的高C.ab两端的电势相等D.杆内c处电场强度的方向由a指向b7. 如图所示，当将带正电的球C移近不带电的枕形绝缘金属导体AB时，枕形导体上的电荷移动情况是（）A.枕形金属导体中的正、负电荷同时分别向B端和A端移动B.枕形金属导体中的正、负电荷同时分别向A端和B端移动C.枕形金属导体上的正电荷向B端移动，负电荷不移动D.枕形金属导体中的带负电的电子向A端移动，正电荷不移动8. 如图所示，将悬在绝缘细线上带正电的小球A放在不带电的金属空心球壳B内（与内壁不接触）．外加一个水平向右的场强为E的匀强电场，对于最后的结果，下列判断正确的是（）A.B的右端带正电，A向左偏B.B的右端带正电，A不偏左也不偏右C.B的左端带正电，A向右偏D.B的左端带负电，A向左偏9. 如图所示，验电器A与B的顶端各安装了一个上端开有小孔的金属圆筒，验电器B带有正电荷，用带有绝缘柄的金属小球C，在下列操作中能将B上的电荷尽量多的搬至A的是（）A.把C与筒B的内壁接触后，再与筒A的内壁接触，重复多次B.把C与筒B的内壁接触后，再与筒A的外壁接触，重复多次C.把C与筒B的外壁接触后，再与筒A的内壁接触，重复多次D.把C与筒B的外壁接触后，再与筒A的外壁接触，重复多次10. 如图所示，两个互相接触的导体A和B不带电，现将带正电的导体C靠近A端放置，然后移开A、B，三者均有绝缘支架．则A、B的带电情况为（）A.A带正电，B带负电B.A带负电，B带正电C.A、B都带正电D.A、B都带负电11. 导体A带负电，B不带电的绝缘导体，放在A的附近，如图所示，则（）A.导体B此时电势比大地电势高B.导体B此时电势比大地电势低C.导体B此时电势与大地电势相同D.条件不够，无法进行比较12. 如图所示，A 、B 为两个相互接触的、用绝缘支柱支持的金属导体，起初它们不带电，在它们的下部贴有金属箔片，C 是带正电的小球，下列说法中正确的是（ ）A.把C 移近导体A 时，A 、B 上的金属箔片都张开B.把C 移近导体A ，先把A 、B 分开，然后移去C ，A 、B 上的金属箔片闭合C.先把C 移去，再把A 、B 分开，A 、B 上的金属箔片仍然张开D.把C 移近导体A ，把A 、B 分开，再把C 移去，然后重新让A 、B 接触，A 上的金属箔片张开，而B 上的金属箔片闭合13. 教材“实验”的理解（参见图），正确的是（ ）A.静电感应只有对于导体才能产生B.枕形导体内部的自由电子受C 上正电荷的吸引而向左移动C.枕形导体的A 端箔片和B 段箔片带有同种电荷D.如果C 球是导体，它也会受到枕形导体的感应，致使其电荷分布发生改变14. 如图所示，A 、B 为两个相互接触的、用绝缘支柱支持的金属导体，起初它们不带电，在它们的下部贴有金属箔片，C 是带正电的小球，下列说法中正确的是（ ）A.把C 移近导体A 时，A 、B 的金属箔片可能闭合B.把C 移近导体A ，先把A 、B 分开，然后移去C ，A 、B 上的金属箔片仍然张开C.先把C 移走，再把A 、B 分开，A 、B 上的金属箔片仍然张开D.先把A 、B 分开，再把C 移去，然后重新让A 、B 接触，A 上的金属箔片张开，而B 上的金属箔片仍张开15. 如图所示，在真空中把一绝缘导体向带负电的小球P 缓缓靠近（不相碰）．下列说法中正确的是（ ）A.B 端的感应电荷越来越多B.导体内场强越来越大C.导体的感应电荷在M 点产生的场强恒大于感应电荷在N 点产生的场强D.导体的感应电荷在M 、N 两点产生的场强相等16. 如图所示，水平放置的金属板正上方放有一固定的正点电荷Q，一表面绝缘的带正电小球（可视为质点且不影响Q 的电场），从左端以初速度v 0滑上金属板，沿光滑的上表面向右运动到右端，在该运动过程中（ ）A.小球先做减速运动，后做加速运动B.小球做匀速直线运动C.小球的电势能保持不变D.静电力对小球所做的功为零17. 一带正电的金属球壳A ，顶部开孔，有两个带正电的金属小球B 、C 用导线连接，让B 球置于球壳的空腔中与A 的内表面接触后，又提到如图所示的位置，C 球放在A 壳外离A 较远处，待静电平衡后，下列说法正确的是（ ）A.B 、C 都不带电B.B 球不带电，C 球带正电C.让C 球接地后，B 球带负电D.让C 球接地后，A 球壳空腔中场强为零18. 如图所示，带正电的小球靠近不带电的金属导体AB 的A 端，由于静电感应，导体A 端出现负电荷，B 端出现正电荷，关于导体AB 感应起电的说法正确的是（ ）A.用手接触一下导体的A 端，导体将带负电荷B.用手接触一下导体AB 的正中部位，导体仍不带电C.用手接触一下导体AB 的任何部位，导体将带负电D.用手接触一下导体AB 后，只要带正电小球不移走，AB 不可能带电19. 如图所示，将一个原来不带电的验电器放在一个带正电的金属球附近，发现验电器的箔片会张开，则下列说法，正确的是（ ）A.验电器的箔片带负电B.验电器的小球上带负电C.若用一个金属网罩把验电器罩住，则验电器的箔片将合拢D.若用导线连接验电器的小球和带正电的金属球，则验电器的箔片将完全闭合20. 如图，将一不带电的空腔导体A 的顶部与一外壳接地的静电计相连，又将另一个带正电的导体B 向A 移动，最后B 与A 接触，此过程中（）A.B 与A 靠近时验电器指针不张开，接触时张角变大B.B 与A 靠近时，验电器指针张开，且张角不断变大C.B 与A 靠近过程中空腔A 内场强不断变大D.B 与A 靠近过程中感应电荷在空腔A 内的场强不断变大21. 如图所示，在两个等量异种点电荷A 、B 之间放一金属导体，a、b 、d 是三条带方向的曲线，c 是金属导体内部一点．开关S 处于断开状态，取无穷远处为电势零点．稳定后（ ）A.把一点电荷从曲线b 上的一点移到曲线d 上的一点，静电力一定做功B.点电荷A 、B 在c 点产生的合场强为0C.曲线a 不能表示电场线D.闭合开关S ，导线上可能无电流22. 将原来不带电的绝缘导体B 移近带负电的绝缘导体A ，如图所示，以下说法正确的是（ ）A.导体B 上的感应电荷在它内部所形成的场强大小处处相等B.导体B 内部的场强一定为零C.导体B 的左端电势比右端电势高D.导体B 上的感应电荷在它的C 点所形成的场强一定不为零23. 如图所示，A 、B 是被绝缘支架分别架起的金属球，并相隔一定距离，其中A 带正电，B 不带电，则以下说法中正确的是（ ）A.导体B 带负电B.导体B 左端出现负电荷，右端出现正电荷，并且电荷量大小相等C.若A 不动，将B 沿图中虚线分开，则两边的电荷量大小相等，与如何分无关D.只要A 与B 不接触，B 的总电荷量总是为零24. 如图所示，将一个半径为r 的不带电的金属球放在绝缘支架上，金属球的右侧放置一个电荷量为Q 的带正电的点电荷，点电荷到金属球表面的最近距离也为r ．由于静电感应在金属球上产生感应电荷．设静电力常量为k ．则关于金属球内的电场以及感应电荷的分布情况，以下说法中正确的是（ ）A.金属球右侧表面的电势高于左侧表面B.电荷Q 与感应电荷在金属球内任意位置激发的电场场强都是等大且反向的C.感应电荷全部分布在金属球的表面上D.感应电荷在金属球球心处激发的电场场强E′=k Q 2r 2，方向向右25. 如图所示，将原来不带电的绝缘导体AB ，置于带正电的点电荷C 所形成的电场中，达到静电平衡时，则有（ ）A.绝缘导体上A 、B 两点的电势相等，且都高于大地的电势B.绝缘导体上的感应电荷在导体内部一点D 产生的场强大小小于点电荷C 在D 点产生场强的大小C.若用手触摸一下导体AB ，触摸后导体带上了正电荷D.有电场线终止在绝缘导体的表面上，且与导体表面垂直26. 如图所示，不带电的枕形导体 AB ，帖在下面的金属箔片是闭合的，将带正电的球 C 移近枕形金属导体，下列说法中正确的是（ ）A.枕形导体中的正电荷向 B 端移动，负电荷不移动B.枕形导体中电子向 A 端移动，正电荷不移动C.A 端金属箔片张开，B 端金属箔片闭合D.A 端金属箔片张开，B 端金属箔片张开27. 一个带负电的绝缘小球被放在潮湿的空气中，经过一段时间后，发现该小球上几乎不存在负电荷了，这说明（ ） A.小球上原有的负电荷消失了 B.在此过程中，电荷不守恒C.小球上负电荷减少的主要原因是潮湿的空气将电子导走了D.该现象是由于电子的转移引起的，仍然遵循电荷守恒定律28. 如图所示，在绝缘板上放有一个不带电的金箔验电器A 和一个带正电荷的空腔导体B ．下列实验方法中能使验电器金属箔片张开的是（ ）A.用取电棒C （带绝缘柄的导体棒）先跟B 的内壁接触一下后再跟A 接触B.用取电棒C 先跟B 的外壁接触一下后再跟A 接触C.用绝缘导线把验电器跟取电棒C 的导体部分相连，再把取电棒与B 的内壁接触D.使验电器A 靠近B29. 如图所示，将一个带正电的小球Q 放在本身不带电的枕型导体AB 靠近A 端一侧，由于静电感应枕型导体的A 、B 两端分别出现-、+感应电荷．那么，以下说法中正确的是（ ）A.枕型导体的A 端感应的电荷比B 端多B.A 端接一下地，导体将带正电荷C.B 端接一下地，导体将带负电荷D.导体内部的场强为零30. 如图所示，把原来不带电的金属球壳B 的外表面接地，将一个带正电的小球A 从小孔中放入球壳内，但不与B 发生接触，达到静电平衡后，则（ ）A.球壳B 的空腔中场强处处为零B.球壳B 不带电C.球壳B 的内、外表面电势相等D.球壳B 的电势为零31. 如图所示，在绝缘台上的金属网罩B 内放有一个不带电的验电器C ，如把一个带有正电荷的绝缘体A 移近金属网罩B ，则（）A.B 的内表面带正电荷，φB =φC =0B.B 的右侧外表面带正电荷C.验电器的金属箔片将张开，φB <φCD.φB =φC ，B 的左右两侧电势相等32. 如图所示，原来不带电的金属导体MN ，在其两端下面都悬挂着金属验电箔；若使带负电的金属球A 靠近导体的M 端．则N 端验电箔________（填“张开”或“不张开”），M 端________（填“带正电”、“带负电”或“不带电”）33. 长为l 的导体棒原来不带电，现将一带电荷量为q 的点电荷放在距棒左端R 处，如图所示，当达到静电平衡后，棒上感应的电荷在棒内靠近右端点处产生的场强的大小等于________，方向________．（填向左，向右）34. 如图所示，把一个不带电的枕形导体靠近带正电的小球，由于静电感应：（1）b 端带________（“正”或“负”）电；（2）闭合开关K 1，b 端带________（“正”或“负”或“不带电”）电，有电子从________流向________（“大地”或“导体”）．35. 如图所示，一个验电器用金属网罩罩住，当加上水平向右的、场强大小为E 的匀强电场时，验电器的箔片________填“张开”或“不张开”），我们把这种现象称之为________．此时，金属网罩的感应电荷在网罩内部空间会激发一个电场，它的场强与外部场强的关系是________．36. 如图所示，将一对有绝缘底座的枕形导体A 与B 紧紧靠在一起，这时它们并不带电，所以贴在导体下端的金属箔是闭合的．（1）将带有电荷的绝缘导体球C 靠近枕形导体A ，但不接触，观察枕形导体A 与B 下方的金属箔，金属箔会________（2）保持绝缘导体球C 的位置不变，将枕形导体A 与B 分开，观察枕形导体A 与B 下方的金属箔，金属箔会________（3）在（2）步基础上，如果再移去绝缘导体球C ，金属箔会________（4）将枕形导体A 与B 再靠在一起（接触），金属箔会________．37. 如图所示，枕形金属导体A 、B 原来不带电，把一个带正电的带电体移到A 端附近，由于静电感应，在A 、B 两端分别出现感应电荷，则A 端带________电荷．38. 如图所示一对带绝缘支座的金属导体A 、B 彼此接触，现在把带正电的球C 移近导体A ，可以看到A 、B 上的金属箔都张开了，表明A 、B 都________电，若先将C 移走，再把A 、B 分开，则A ________电，B ________电；若先将A 、B 分开，再移走C ，则A 带________电，B 带________电．（填写“带”、“不带”，“正”或“负”）39. 在负电荷附近有两个绝缘导体M 、N ，由于静电感应发生了如图所示的电荷分布，当用导线将ab 两点连接起来时，导线中是否有电流流过？如果有电流，电流的方向是怎样的？40. 如图所示，长为L 的金属杆原来不带电，在距其左端r 处放一个电荷量为q 的点电荷．问：（1）金属杆中点P 处的场强为多少？（2）金属杆上的感应电荷在杆中点P 处产生的场强．。