异型导体表面电荷分布演示

异型导体表面电荷分布演示

一、实验目的

定性观察孤立带电导体表面电荷分布与导体表面曲率的关系。

二、实验操作

1.将高压电源的地线接地，正极连接到尖头金属圆柱导体；

2.打开电源，可观察到在圆柱导体的尖端处的纸条张开的角度较大，而圆柱导体较平坦处的纸条张开的角度较小，尾部凹陷处的纸条不张开；

3.演示完毕关掉电源，再用导线或放电叉连接导体与底线进行放电。

三、注意事项

1.实验过程中，身体尽量远离实验台，切勿用手触碰导体；

2.每一次操作前都要注意把电源电压调到零，并且用放电叉放好电；

3.必须保证高压电源的接地线在实验过程中总是保持良好接地状态。

四、原理提示

导体带电后在周围空间产生静电场。根据静电平衡理论，带电导体达到静电平衡时，所带电荷只能分布在导体表面。而孤立体表面电荷的面密度与导体表面的曲率有关，而导体表面处的电场度正比于该处电荷的面密度（E=σ/ε）。曲率大（曲率半径小，较尖锐）的地方面电荷密度σ大，

因而附近的电场强度E也大；导体表面曲率小（曲率半径大，较平坦）的地方电荷面密度σ小，因而附近的电场强度E也小。实验中轻质纸条在电场中极化，极化电荷在电场中受力，其取向即可大体模拟电场线，导体的尖端处场强大，纸条张开的角度也大。