教学课件-电磁学.ppt

[实验目的] 研究静电荷之间的相互作用力。 [训练器材] 玻璃棒、橡胶棒、毛皮、丝绸、铁架台、轻质小球等。 [实验原理] 　　　自然界中的电荷有两种，一种是正电荷，一种是负电荷。物质由于摩擦、加热、射线照射、化学变化等原因，使物体获得了部分电子或者失去部分电子,物体失去部分电子时物体就带正电。由丝绸摩擦的玻璃棒所带的电荷叫做正电荷，由毛皮摩擦的橡胶棒所带的电荷叫做负电荷。电荷之间存在着相互作用，即：同种电荷间相互排斥，异种电荷间相互吸引。 [训练步骤] 1、将经丝绸摩擦过的玻璃棒平放于铁架台上悬线一端的铁钩上，使其平稳。 2、用经毛皮摩擦过的橡胶棒接近悬挂的玻璃棒，可观察到玻璃棒被吸引，开始转动。 3、用另一根经丝绸摩擦的玻璃棒接近悬挂的玻璃棒，可观察到玻璃棒被排斥，向反方向转动。 [实验结论] 电荷间具有作用力，同性电荷相斥，异性电荷相吸。 [实验目的] 研究静电感应的规律 [训练器材] 枕形导体、玻璃棒、丝绸等。 [实验原理] 　　　导体处在外电场的作用下表面产生电荷的现象，称为静电感应。如把原来不带电的导体放到电荷-Q的静电场中，达到静电平衡以后，原来不带电的导体表面就会带有一定量的正负电荷q,电荷-Q叫施感电荷，导体表面的电荷q叫感应电荷,感应电荷的代数和为零。 [训练步骤] 1、把一对枕形导体（静电感应仪）靠拢，使两导体平端接触。 2、用一带电体靠近其中一个，再将另一个移开。这时两枕形导体上获得等量异号电荷，铂片同时张开。 3、将两导体平端重新接触，两端铂片闭和。 [实验结论] 　　　枕形导体在外电场的作用下，出现了感应电荷，感应电荷的代数和为零。 [实验目的] 观察静电屏蔽的现象。 [训练器材] 金属网罩、验电器、范德格拉斯起电机、验电羽等。 [实验原理] 　　　导体空腔内没有带电体时，在静电平衡状态下，导体空腔的内表面上处处没有电荷，电荷只分布在外表面上，空腔内电场强度为零，或者说电势处处相等；导体空腔内有电荷时，在静电平衡状态下，导体的内表面所带电荷与腔内电荷的代数和为零。我们把导体空腔内的带电体或电气设备不受导体腔外静电场的影响，以及接地导体空腔内的电场对腔外不产生影响的现象称为静电屏蔽。 [训练步骤] 1、在金属网罩底盘上放一箔片验电器， 再罩上金属网罩，使网罩的连接器的金属链条和验电金属杆接触。网罩外边也放一个验电器，用导线把它的金属杆和网罩的连接器的金属球连接起来。然后用起电机使网罩带电，就会看到网罩外边的验电器的箔片并不张开。 2、用验电羽代替验电器，当网罩带电时，网罩外边的验电羽的丝线散开成辐射状，网罩内的纸条仍然下垂。 3、如果在网罩内外部挂上纸条，重复上述实验，可以看到网罩外的纸条散开成辐射状，网罩内的纸条仍然下垂。 [实验结论] 金属网罩具有屏蔽作用。 [训练器材] 尖形布电器、玻璃棒、丝绸、移电球、验电器、空心导体等。 [实验原理] 　　　处于静电平衡的导体上的电荷分布遵循以下规律：（1）处于静电平衡的导体，其内部各处静电荷为零，电荷只能分布在表面。（2）孤立的导体处于静电平衡时，它的表面各处的面电荷密度与各处表面的曲率有关，曲率越大的地方，面电荷密度越大。 [训练步骤] 尖形布电器的电荷分布 （1）用经丝绸摩擦后的玻璃棒，在尖形布电器上来回转动着摩擦使其带电，反复几次。 （2）用移电球接触尖形面电器的尖端，再接触指针验电器，指针偏转。 （3）用移电球接触尖形布电器凹进去的圆锥表面，再接触指针验电器，指针不偏转。 空心导体电荷分布 （1）用上述同样的方法使空心导体球带电。 （2）用移电球分别从导体内、外表面取电荷，通过验电器，观察指针的偏转角度。 [实验结论] 　　　　 尖形布电器的尖端带电荷多(电荷密度大），中部带电荷较少，其后部基本不带电；空心导体球外表面带电，内表面不带电。 [实验目的] 掌握范德格拉夫静电起电机的使用方法，观察尖端放电现象。 [训练器材] 范德格拉夫起电机、升降台、避雷针实验器、电风轮等。 [实验原理] 　　　在导体尖端附近的强电场作用下空气中残留的离子将发生激烈运动而产生碰撞电离，与尖端上电荷异号的离子受到吸引而趋向尖端，与尖端上电荷同号的离子受到排斥而飞离尖端，这种导体尖端发生的放电现象，称为尖端放电。避雷针就是根据尖端放电的原理制造的。 　　　 范德格拉夫静电起电机介绍:光滑的金属空腔A作高压电极，B为直流高压电源，它的正极接到一梳状物C上，C的尖端对准绝缘带D，由于尖端放电效应，将正离子喷射到绝缘带上，依靠电动机的转动，将带电的绝缘带带入金属腔内，在腔内有一与电极A相连的另一梳状物E，通过尖端放电后E上的负电与绝缘带上的正电中和，从而使金属电极带正电。当绝缘带不停地转动时，正电荷被不断地加到金属电极A上，使电极的