31.静电摆球

实验三十一 静电摆球

【仪器介绍】

如图31-1所示即为静电摆球演示仪：两金属极板分别固定于绝缘支架上，面面相对平等放置，工作时分别接于高压直流电源的正负极；小球用悬线挂在两金属板之间，可在两极反间来回摆。

【操作与现象】【原理解析】

静电具有沿尖端放电和同性相斥的特性，利用静电的这些特性可以制作有趣的静电摆球装置。

将两极板分别与高压直流电源的输

出端相接，金属小球（表面渡铝的乒乓球）

用线悬挂在两极板间。调节细的有机玻璃

棒，使球略偏向一极板。摇动起电机，使

两极分别带正、负电荷。这时金属小球两

边分别被感应出与临近极板异号的电荷。

球上感应电荷又反过来使极板上电荷分

布改变，从而使两极板间电场分布发生变

化。球与极板相距较近的这一侧空间场强

较强，因而球受力较大，而另一侧与极板

距离较远，空间场强较弱，受力较小，这样球就摆向距球近的一极板。当球与这极板相接触时，与上面同样的道理使球又摆回来。不断摇动起电机，球就在两极板间往复摆动，并发出乒乓声（如图31-2所示）。起电机放电后，则导体小球会因惯性，在一段时间内作微小摆动，最后停止在平衡位置。将乒乓球调节在两极间的电场力几乎相等，故球不动。 【应用实例】

图31-2 球在摆动过程中感应的电荷变化

图31-1 静电摆球 1-高压直流电源；2-绝缘支架；3-极板；4-金属小球

静电应用：静电印花、静电喷涂、静电植绒、静电除尘等，已在工业生产和生活中得到广泛应用。静电也开始在淡化海水，喷洒农药、人工降雨、低温冷冻等许多方面大显身手，甚至在宇宙飞船上也安装有静电加料器等静电装置。