上海高中物理——浅谈验电器与静电计的差异
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。
验电器和静电计
验电器构造如图所
示。
图中上部是一金
属板(或者也有用金
属球)，它和金属杆相
连接，金属杆穿过橡
皮塞，其下端挂两
片极薄的金箔，封装在玻璃瓶内。
检验时，把物体与金属板接触，如果物体带电，就有一部分电荷传到两片金箔上，金箔由于带了同种电荷，彼此排斥而张开，所带的电荷越多，张开的角度越大；如果物体不带电，则金箔不动。
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。
以上事实意味着，带电体再增加同种电荷时，电荷的量值增大；带电体再增加异种电荷时，电荷的量值减小。
静电计是测量电
荷和电势差的仪
器。
静电计是在
金属外壳中安装
一根金属杆，金
属杆与外壳绝
缘。
金属杆上有
一根可以偏转的
铝指针，杆的下端装有弧形标度尺来显示指针偏转的角度。
当金属杆带电时，指针也带有同种电荷，因此互相排斥，使指针偏转。
偏转角度大小跟金属杆和外壳间的
电势差有关，电势差越大偏转的角度越大。
当电荷的排斥力矩与指针本身的重力矩平衡时，指针就停止在某一偏转位置上。
测量电势差时，外壳通常要接地。
图中是带电的橡胶棒使指针偏转；放在桌上的是玻璃棒和放电叉。
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
小物和小理的物理对话录(52)——验电器与静电计的区别
小物和小理的物理对话录(52)——验电器与静电计的区别崔轶斌;孟卫东【期刊名称】《高中数理化》【年(卷),期】2017(000)023【总页数】2页(P25-26)【作者】崔轶斌;孟卫东【作者单位】清华大学附属中学;清华大学附属中学【正文语种】中文前言:小物和小理是2名普通的高中生,他们酷爱物理,在学习物理的过程中,小物经常向小理提出许多刁钻而有趣的物理问题,了解他们的故事也能让你的物理达到新的高度．小物:嗨,小理,我最近在看物理课本选修3-1的时候,注意到一个小细节,不知道你注意到没有．小理:哦?是什么,说来听听．小物:在“静电场”部分内容中,出现了2种仪器,分别是验电器和静电计．两种仪器长的什么样子你还记得么?小理:嗯……让我想想看．我记得验电器通过金属球和金属杆,在下端悬挂着两个金属箔,可以通过感应起电或者接触起电的方式,检验物体是否带电．而静电计是用一个可以转动的指针与金属杆相连,通过观察指针的转动,检验物体是否带电．小物:嗯,说得不错,那你知道这2种仪器在原理和功能上有什么区别吗?小理:它们应该都能检验物体是否带电吧,至于其他的我还真的不是很清楚,你能给我讲讲吗?小物:一开始我和你的想法一样,总觉得这2种仪器功能一致,有什么必要做成2种不同的结构呢?于是我查了相关的资料,才发现自己的认识太片面了．验电器与静电计是研究静电场特性时涉及的2种重要的实验器材,它们在结构上较为相似.如图1所示,在验电器当中,金属杆下端所连接的为两片金属箔,而静电计如图2所示,则是将金属箔换成了指针,并且用金属作外壳,背板上有分布不均匀的刻度．2种仪器在工作原理以及用途上,也具有较大的差别．1) 工作原理的区别.验电器的工作原理相对简单,当带电物体通过接触起电或者感应起电的方式使得验电器上端的金属球带电后,下端的金属箔也会带有彼此相同的电荷．由于同种电荷相互排斥,因此两片金属箔在库仑力的作用下张开,张角的大小可以大致反映出带电物体所带电荷量的多少．静电计由金属球、金属杆、指针、底座、刻度板、金属外壳等结构组成,工作原理相对复杂．静电计本身可以看作一个电容器,它的金属球、金属杆、指针作为电容器的一个极板,静电计的金属外壳是电容器的另一个极板,且指针转动对电容大小影响很小．如图3所示,以测量平行板电容器两端电压为例,使用静电计时,将静电计的金属球、金属外壳分别与已充好电的电容器的两个极板相接,这样会在静电计的外壳与金属杆之间形成电场,指针上的电荷受到电场力的作用发生偏转．外接电容器两极板之间电势差越大,静电计的指针所受电场力也就越大,因此张角也就越大．由此我们可以发现,静电计张角的大小可以反映出外接电容器两极板之间的电势差大小．2) 用途上的区别.验电器的使用较为简单,可以通过接触起电或者感应起电的方式,测量物体有无带电．若被测物体上带电,则通过与验电器金属球接触,金属球、金属杆和金属箔会带上与带电物体同种性质的电荷,由于同种电荷相互排斥,则验电器的金属箔会张开一定角度,从而显示出带电物体带电;若使带电物体靠近验电器金属球,由于静电感应,金属小球带上了异种性质的电荷,而金属箔与带电物体电性相同,因此也会张开．反之,则证明物体没有带电．验电器同时也可以检验物体所带电荷的电性．比如让验电器事先带上已知电性的电荷,此时金属箔张开．再用未知电性的物体去接触验电器的金属球,若金属箔张角增大,则证明未知物体所带电荷与验电器所带电荷电性相同;若金属箔张角减小,则证明未知物体所带电荷与验电器所带电荷电性相反．静电计的使用范围相对较为广泛,不仅能够实现上述的验电器的功能,还可以粗略测量电容器两极板之间的电势差．由上述静电计的工作原理我们可以发现,电容器两极板之间电势差越大,静电计的张角越大,因此通过读取静电计刻度背板上的读数,我们可以粗略获得电容器两极板之间的电势差．同时,由于静电计具有测量电势差的这种功能,因此静电计也可用于测量某些直流电路当中的电势差,但由于灵敏度的限制,静电计只能测出约300 V以上的电势差.因此,在物理实验当中,如果需要检验物体是否带电,使用验电器和静电计均可,但是如果需要测量电势差,则必须使用静电计,不可用验电器来替代．。
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拟好理解。
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局部。
到达静电平衡时,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,那么张角就大。
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外表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、金属杆和金箔三局部组成,它们成为了一个孤立导体,与外界没有接触。
而静电计的主要局部是有金属球、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。
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。
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。
验电器与静电计的差异
验电器与静电计的差异考试报·综合信息版/2013年/11月/1日/第009版验电器与静电计的差异陕西省勉县一中刘咏东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，高中物理教材对其介绍得很少，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。
为了能使学生更好地了解这部分内容，本文对这两种仪器在构造、原理和用途三方面的差异作简要辨析。
一、在构造上的差异1.验电器的构造：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。
2.静电计的构造：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，可用以接地或与其他导体相连。
二、工作原理上的差异1.验电器原理：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。
2.静电计原理：静电计的金属杆、金属指针与金属外壳构成了电容基本不变的电容器。
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，还受到外壳内壁上的异种感应电荷的引力作用（此时外壳接地），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，因此指针张角的大小由金属杆与外壳间的电势差决定。
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。
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．。
新教材高中物理第10章静电场中的能量4
4．电容器的电容1．知道电容器的组成，认识平行板电容器，通过实验感知电容器的充、放电现象。
2．理解电容的概念及定义方法，掌握电容的定义、定义式、单位，并会应用定义式进行简单的计算。
3．了解影响平行板电容器电容大小的因素，了解平行板电容器的电容决定式。
4．认识常见电容器，了解它们的特点和优点。
一、电容器101导体，都可以看成一个电容器。
202平行金属板中间夹上一层绝缘物质——03电介质而组成，是最简单的电容器。
3．电容器的充放电过程 04增加，极板间的电场强度05增大，电源的06电容器中；放电的过程中，电容器把储存的能量通过07电流做功转化为电路中其他形式的能量。
二、电容1．定义：电容器所带的电荷量Q 与电容器两极板之间的电势差01之比，用02C 表03C ＝Q U。
204储存电荷的特性。
305F 。
常用的单位还有微法06μF )和皮法(07pF)0810－6 F,1 pF 0910－12 F 。
4．电容器的击穿电压和额定电压(1)击穿电压：加在电容器两极板上的极限电压，若电压超过这一限度，电介质将被10击穿，电容器损坏。
(2)11工作电压，比击穿电压12低。
5．平行板电容器的电容(1)决定因素：两极板之间的13距离d，两极板的14正对面积S，两极板之间电介质的15相对介电常数εr。
(2)决定式：16C＝εr S4πkd。
三、常用电容器1．分类(1)固定电容器：电容是01固定不变的。
常用的有02聚苯乙烯电容器和03电解电容器。
(2)可变电容器：电容是可以04改变的。
2．超级电容器：根据05电化学原理研发的一种新型电容器。
优点是：充电时间06短，储存电能07多，放电功率08大，使用寿命09长。
(1)电容器放电的过程就是两极板电荷中和的过程。
( )(2)电容大的电容器所带电荷量一定多。
( )(3)电容的单位有F、μF、pF,1 F＝103μF＝106 pF。
( )(4)电容为C的电容器所带电荷量为Q，若电荷量增大为2Q，则电容变为2C。
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
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。
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。
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。
- 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)。
/jy-s356/ 高中数理化
上海高中物理——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、构造上的差异请家教老师，做家教兼职，到朗朗家教网（按住ctrl并单击鼠标）
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
/jy-s356/ 高中数理化
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。
现以测电容器电压（如图2）为例说明其原理。
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。