验电器与静电计是一回事吗
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。
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
验电器与静电计验电器与静电计验电器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，还可以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变化，验电器用作这种功能时常称为静电计。
验电器的基本结构四：金属球、金属感、金箔、金属外壳四个部分组成。
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：金属杆是用来导电的，使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，平坦处几乎没有电荷，凹进去的位置一点电荷也没有），故而带了电的验电器上的电荷主要集中在两片金箔上（这也是外壳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（金箔片可以做得很薄，能导电且质量小，在一定库仑力作用下张角更明显），这就验电器的基本工作原理。
用验电器检验物体是否带电的方法有两种：一是将待检验物体直接与原本不带电的验电器金属球接触，如果金箔张开则表示待检验物体带有电荷。
另一种方法是让带测物体非常靠近（不要接触金属球）原本不带电的验电器金属球，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效果更好些：接触法能检验出了物体是否带电，但是待检验物体上的电荷也就减少了，检验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）。
而第二种方法不仅可以检测出物体是否带电，被检验物体的电量是不会变化，被检验物体离开后验电器金箔会自动闭合（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）。
如果先让验电器金属球原本就带上正电荷（要保证验电器的金箔张角不要太大），再让待检验物体接触或靠近验电器的金属球：如果待检验物体带正电，金箔张角会变大；如果待检验物体带负电，验电器金箔的张角会变小；如果待检验物体不带电，验电器金箔的张角就不会变化。
浅谈验电器、静电计、电压表的区别
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
＝ ｐ Ｓ ２ ＝ ５ ｏｈ ０Ｊ
（） 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 ８ ０６ 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 ．
５ ０Ｊ
在 １ ０ｍ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。
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。
验电器与静电计是一回事吗
验电器与静电计是一回事吗验电器与静电计是一回事吗一、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，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。
面已有，故不重述），还可以定性测量某导体的电势，甚至还可以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，使静电计所带电荷量很小，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=300V。
故一般的直流电压不能使静电计指针有明显偏转。
如果把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。
由上可知，验电器与静电计从原理和用途上看都不能说是一回事，它们只是在结构上相似而已。
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。
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
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
浅析高中物理验电器和静电计的差异以及使用作者：丁军顺来源：《课程教育研究》2020年第45期【摘要】实验是高中物理教学中非常重要的内容，其理论的正确与否都要靠实验来验证。
静电部分的验电器是一种检验物体是否带电以及粗略估计带电量大小的仪器;静电计又叫电势差计，可以用来检验物体所带电荷的种类并且测量电量，由于验电器和静电计在高中物理静电部分使用较为广泛，二者虽结构相似，实则有较大差异。
验电器是利用张角大小来判断带电体带电量的多少;而静电计是利用指针张角大小来判断平行板电容器所带电压的大小。
高中学生学习物理静电部分时在理解上存在困难，所以很有必要对验电器和静电计的差异以及在电路中的使用进行探讨，而本文将会对高中物理验电器和静电计的差异及使用作一番阐述说明。
【关键词】验电器静电计工作原理【中图分类号】G633.7 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2020）45-0078-02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。
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。
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。
静电计的工作原理及使用概览
静电计的工作原理及使用静电计又叫电势差计或指针验电器，它是中学静电实验中常用的半定量测量仪器。
如图1所示，包括小球a、指针bc的中心杆A用绝缘塞D固定在有前后玻璃窗的圆形金属外壳B上；B的侧下方有一个接线柱；整个装置固定在一个绝缘支架上。
当A带电时，电荷主要分布在a、b、c和d四个尖端部位，其中c和d 两部分所带电荷以斥力相作用，指针受到一个使它张开的电力矩L1的作用。
由于指针的重心略在旋转轴O点之下，当L1使指针张开后，指针的重力便产生一个使指针复位的重力矩L2。
随着指针的偏转，L1渐小（因为c与d的距离增加，库仑力变小，力臂也变小）而L2渐大（因为重力力臂增加）。
当L1与L2相等时，指针停在某一位置（是稳定平衡），指针的张角为α°当A所带电量q较大时，c和d所带电量也较大，L1就大，所以α也就大。
由于q决定α，所以α的大小能表示q的大小。
这就是静电计可以当作验电器使用的道理。
由于静电感应，当A带电后， B的内层一定带上与A异号的电荷。
若B不接地，则B的外表面带上与A同号的电荷。
若B接地，则B的外表面不带电。
由于静电计结构的对称性，可以祖略地认为B上的电荷对指针的作用力不产生使指针转动的力矩，指针的张角主要由c和d所带电量决定。
一、静电计的第一类用途：作验电器用。
由于B的屏蔽作用，使A的下部较少受外界电场的影响。
而A的上端a露在B之外，所以，外电场能由A的上端施加感应。
当带电体移近不带电的静电计时，由于静电感应，A的上部a处出现与带电体异号的电荷，而A的下端c和d处出现与a等量的、与带电体同号的电荷。
于是指针就张开了。
带电体所带电量越多、移得越近，则张角越大。
当带电体移去时，指针又回到原位。
我们可以用这种感应法检验物体是否带电、带电多少及演示静电感应现象。
某物体与不带电的静电计的a处接触后移去，若此时静电计指针张开，说明静电计因与该物体接触而带电，从而可以判定这个物体是带电体。
若物体与不带电静电计的a处接触后移去，静电计指针仍闭合，则证明该物体与a接触的部位不带电。
形似神离 床同梦异——浅析静电计和验电器的区别
形似神离床同梦异——浅析静电计和验电器的区别
柳志军
【期刊名称】《试题与研究(教学论坛)》
【年(卷),期】2012(000)008
【摘要】静电计和验电器都是研究静电场的仪器。
物理课本通过静电计来演示平行板电容与哪些因素有关的，通过验电器演示静电屏蔽。
它们结构相似，这使很多同学不清楚它们的异同，甚至有同学误以为“只要把验电器上的金属箔片换成金属指针就变成了静电计”。
学习后，在仪器使用方面会产生许多疑问，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？为什么不用静电计测量直流电路两点间的电压？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。
为此，本文对这两种仪器在结构、工作原理和作用三方面作比较，进行简单辨析。
【总页数】1页(P90-90)
【作者】柳志军
【作者单位】河北省玉田县林南仓中学
【正文语种】中文
【中图分类】G633.7
【相关文献】
1."形似神不似":诗歌与音乐的区别及其艺术原理意义 [J], 许海
2.小物和小理的物理对话录(52)——验电器与静电计的区别 [J], 崔轶斌;孟卫东
3.浅谈验电器、静电计、电压表的区别 [J], 李杰
4.浅谈验电器和静电计的区别 [J], 宋群胜
5.意得神传笔神形似——浅析中国画论的形神论 [J], 谌薇
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
验电器与静电计是一回事吗
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，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。
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、位置所决定。
因为指针的偏转角变化对静电计的电容的影响很小，故在指针转动过程中可近似认为静电计的电容值不变。
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。
根据，可知当静电计电容保持不变时，静电计两极间的电势差U与其带电量Q成正比，U越大，Q越大，指针所受电场力越大，指针张角因此就越大。
由此可见，指针张角大小能定性地反映静电计两极间的电势差的大小。
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。
它不但可以定性测量两导体的电势差（这点上
面已有，故不重述），还可以定性测量某导体的电势，甚至还可以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，使静电计所带电荷量很小，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=300V。
故一般的直流电压不能使静电计指针有明显偏转。
如果把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。
由上可知，验电器与静电计从原理和用途上看都不能说是一回事，它们只是在结构上相似而已。