摘要：簡要分析靜電實驗難做的原因，討論做好實驗的方法。
        關(guān)鍵詞：靜電　實驗　經(jīng)驗。
　　    靜電演示實驗是物理教師感到最難做的物理實驗之一，有時在實驗準(zhǔn)備時能做成功，一上講臺就莫名其妙地不靈了。因此，一些老師很怕做靜電演示實驗，特別是在天氣不好的陰雨天氣。

        影響靜電實驗成敗的因素頗多，儀器、材料、天氣、操作、潔凈等等。這些因素作用在具體的儀器條件和實驗環(huán)境下，往往使問題變得復(fù)雜和捉摸不定。討論這些因素的作用，對每一實驗方法及儀器結(jié)構(gòu)和原理的理解，才能在具體的實驗條件下發(fā)現(xiàn)問題的癥結(jié)，及時采取有效措施使實驗得以成功。

１． 靜電的特點及其所導(dǎo)致的漏電問題
        靜電的特點是高電壓，微電量。這一特點使得靜電電荷很容易漏，且常常是一漏就光。這種情況在天氣潮濕時尤為突出。為什么會這樣呢？人們自然會想到潮濕的空氣絕緣性差，靜電電荷自然容易通過暴露于空氣中的帶電部分而漏掉。這就使不少老師只有在天氣干燥時才敢在課堂上做靜電演示實驗。實際上這是沒有把握漏電的關(guān)鍵所致，因為常見的漏電實際上主要是由于材料的絕緣性能不好引起的。這里特別要指出的是，對于靜電來說，在低壓情況下（如交流市電）我們所熟悉的不少絕緣體，如硬紙板、干木棒、塑料電線甚至玻璃棒，橡膠棒都是不可*的絕緣體，在空氣潮濕、材料老化變性或表面不甚清潔時更是如此。課本中介紹的用絲綢摩擦玻璃棒和用毛皮摩擦膠棒的起電方法之所以效果不佳，原因不是用這些材料摩擦?xí)r不能起電，而是玻璃棒和橡膠棒不易保持住電荷，空氣不夠干燥時，通常被我們視為絕緣體的這些材料在靜電（高壓）條件下形同導(dǎo)體，漏電之快，出乎意料。這就是影響靜電實驗諸因素中最致命的一個。

        在進行靜電實驗前，必須對儀器進行仔細(xì)檢驗，所有絕緣部分（如絕緣導(dǎo)體的支桿、支座、起電盤的手柄、驗電器導(dǎo)電桿與外殼之間的絕緣塞等）都必須采用絕緣性能良好的材料。這里特別值得一提的是使用石蠟可以起到很好的絕緣效果。因為石蠟不僅絕緣性能好，防潮性能甚佳。使用時可將蠟熔化后敷一層在絕緣部分的表面，或用蠟塊作為對地絕緣的墊塊，使實驗獲得較好效果。

２． 摩擦起電的方法

        摩擦起電是課堂教學(xué)中最常用的使用方法，對它的微觀機理，一般教材限于知識要求的程度只是給出一個總的解釋，即是由于得失電子而帶電。但對在摩擦過程中電子轉(zhuǎn)移的物理機理，一些教師存有誤解，以致影響在實驗中有效地使用這一方法。如有些人認(rèn)為摩擦致熱導(dǎo)致電子的轉(zhuǎn)移，因而只有快速反復(fù)地摩擦才能起電，有經(jīng)驗的老師在不易起電時，往往是通過緊壓摩擦，而不是壓而不緊地反復(fù)摩擦而成功起電的，其中的道理就與起電的機理有關(guān)。從物理過程的本質(zhì)上講，摩擦帶電是一種接觸帶電，它是由于物體內(nèi)的電子　出功不同，相互緊密接觸時，外層電子軌道相互重疊，導(dǎo)致物體的電子轉(zhuǎn)移所致的。據(jù)此，相互摩擦的兩種材料之間擠壓得越緊，就越容易實現(xiàn)電子在兩種材料之間的轉(zhuǎn)移，而使之分別帶電。

３． 靜電儀器結(jié)構(gòu)原理

        要正確有效地使用儀器，使用者對儀器的結(jié)構(gòu)、原理必須要有正確的理解�，F(xiàn)行課本中靜電儀器主要是驗電器。驗電器的結(jié)構(gòu)并不復(fù)雜，原理也不難理解，但乃有不少人對它缺乏真正理解。例如，在懷疑驗電器的漏電時，常常有人會將絕緣塊墊在驗電器的底座下面，以為電荷是從底座漏到地上了。實際上，這樣做對防止驗電器漏電是一點作用也沒有的。這是因為驗電器之所以能檢驗電荷是因為導(dǎo)電桿和可以轉(zhuǎn)動的指針是連通的，當(dāng)導(dǎo)電桿帶電后，指針也會帶同種性質(zhì)的電荷，同種電荷之間相互排斥而使指針偏轉(zhuǎn)一定的角度，從而反映出帶電情況，驗電器的漏電實際上是導(dǎo)電桿所帶的電荷漏至驗電器的外殼，而外殼連底座是可以接地的，把底座和地絕緣開并不能阻止導(dǎo)電桿的電荷漏到外殼。只有導(dǎo)電桿與外殼之間的絕緣塞才是起這個作用的。若絕緣塞絕緣性能不好，使電荷漏到外殼，則將極大地影響驗電器的偏轉(zhuǎn)。因為在靜電平衡時，導(dǎo)體的電荷只分布于其外表面。在導(dǎo)電桿與外殼導(dǎo)通的情況下，導(dǎo)電桿、指針及外殼成為一個導(dǎo)體，而指針及導(dǎo)電桿的殼內(nèi)部分處于整個導(dǎo)體的內(nèi)部，將得不到電荷，指針因此不會產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)，在驗電器底座下加上絕緣座也只能完全是徒勞的。因此，防止這類驗電器漏電的正確方法是設(shè)法保持導(dǎo)電桿和外殼之間的高度絕緣。具體方法：首先是盡量選用絕緣性能良好的材料（如用有機玻璃做絕緣塞），其次是在絕緣塞和外殼之間及絕緣塞表面敷一層石蠟并保持其表面清潔和干燥。經(jīng)過這樣處理的驗電器只要其指針偏轉(zhuǎn)靈活，就可以保證靈敏可*，即使在較潮濕的天氣漏電也不會很快。

總之，在靜電實驗中要做到以下三點：

（1） 做摩擦起電實驗時，摩擦的次數(shù)不一定越多越好，只要抽拉兩三次，最后一次將棒握緊快速抽出，就能獲得較好的起電效果。
（2） 摩擦起電在冬季容易成功，在春、夏季濕度較大的教室內(nèi)常會發(fā)生困難，除了加強室內(nèi)通風(fēng)外，可備一個電吹風(fēng)將使用的器材吹1~2分鐘就能得到較大的改善。
（3）要注意清潔，棒上的污物、粉筆屑應(yīng)預(yù)先擦干凈。 手漢較多的人應(yīng)帶上膠皮手套或塑料手套，否則會影響實驗效果。

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