巧做靜電小實驗

■李衛東

巧做靜電小實驗

■李衛東

靜電現象在人們的生活中司空見慣，但在課堂上完成靜電實驗卻容易失敗，因為靜電實驗要求空氣濕度小，實驗器材的絕緣性能好。而演示實驗都是在教室完成，學生較多，每個人的呼吸會帶出大量的水汽，再遇上陰雨潮濕天氣，如果不采用恰當的實驗手段和方法，想成功地完成好靜電實驗幾乎是不可能的。為此，筆者設計、制作一個靜電實驗裝置，實驗效果很好，趣味性很強，能收到很好的實驗效果，給學生留下深刻的印象。

1 實驗器材

木板（34 cm×17 cm×2 cm）1塊、木條（15 cm×4 cm×3 cm）4根、鐵釘4枚、粘合膠1管、有機玻璃板（34 cm×17 cm×2 cm)1塊、泡沫板（25 cm×10 cm）1塊、金屬板（25 cm×10 cm）1塊、絲綢1塊、帶鋁箔的香煙內包裝紙1張、電吹風機1臺。

2 儀器制作

將4根木條用鐵釘釘在木板的4個角上，用粘合膠將有機玻璃板粘在木條的上端，如圖1所示，儀器便制作完成。

3 實驗方法及現象

1）將泡沫板放在儀器底板上，其上再放置金屬板。

2）將帶鋁箔的香煙內包裝紙點燃，除去內襯紙，只剩下鋁箔；將鋁箔剪成碎塊，用小塑料袋裝好備用。

3）用電吹機的熱風擋均勻地吹拂整個儀器的表面2～3分鐘。

4）將鋁箔碎塊灑落在儀器的金屬板上。

5）用絲綢順著一個方向與有機玻璃板摩擦3～4下。

6）用手觸摸一下金屬板，可見鋁箔碎塊在有機玻璃板和金屬板之間反復來回跳動多次，甚是有趣。

4 啟發思考問題

1）用手觸摸金屬板后，金屬板帶何種電荷？（帶有與玻璃板異種電荷，即負電荷。）

2）鋁箔與玻璃板接觸時帶何種電荷？（帶有與玻璃板同種電荷，即正電荷。）

3）鋁箔為何在玻璃板和金屬板之間反復跳躍？（當鋁箔分別與玻璃板和金屬板接觸時，分別帶有與之相同的電荷，由于玻璃板和金屬板帶有異種電荷，所以鋁箔受到其中一板的排斥力，而受到另一板的吸引力，從而在兩板之間跳躍。）

5 實驗原理

絲綢與有機玻璃板摩擦，玻璃板帶正電，由于靜電感應，金屬板上表面感應出負電荷、下表面感應出正電荷，用手觸摸一下金屬板，大地上的電子經過人體與金屬板下表面的正電荷中和，所以手撤離以后，金屬板便帶上負電荷。金屬板上的鋁箔也帶上負電荷，所以金屬板對其產生強有力的斥力作用，而玻璃板又對其產生吸引力的作用，所以鋁箔快速向上運動；當鋁箔與帶正電的玻璃板接觸時，其上的負電荷被玻璃板上的正電荷中和，又重新帶上與玻璃板上相同的正電荷，此時其又受到玻璃板的排斥力、金屬板的吸引力作用，所以鋁箔又快速跳離玻璃板。如此，鋁箔便在兩板間反復跳躍。

綜上所述，該靜電小實驗能很好地證實摩擦起電、靜電感應、靜電中和、電荷間的相互作用力等多種靜電現象。■

（作者單位：衡水職業技術學院）

10.3969/j.issn.1671-489X.2011.11.126