電荷在導體上的分布演示實驗改進

朱振棟+孫云明

高中物理新課標選修1-1安排了一個“觀察電荷在導體上的分布”的演示實驗，用以探究電荷在帶電導體表面上的分布規律。

由于原實驗不能保證在3次檢驗帶電情況過程中導體帶電量相等，所以我們對該實驗進行了改進。

一、原實驗方法

如圖1，把導體安放在絕緣支架上，并使導體帶電。然后用帶絕緣柄的驗電球P接觸導體A點，再與驗電器接觸，檢驗A點帶電情況。按同樣的方法也可以檢驗B點、C點的帶電情況。

二、改進后的實驗方法

1.實驗裝置

如圖2，用鐵絲圍成與尖形導體外形曲率一致的一段，把和導體平直部分相對的一端圍成“U”形插入用木方做成的支架內。在鐵絲上套兩段塑料管，起絕緣作用。從香煙內的錫箔紙上剪兩段寬為1.5cm、長為10cm（長短依支架高度而定）的箔片，把箔片的一端圍個圈，用膠水粘牢，套在塑料管上（圖中A、B位置），使支架高于導體2至3cm。

2.實驗方法

讓支架靠近導體，箔片和導體水平相距約6至7cm，保持箔片A、B與導體距離相等。使導體帶電，由于靜電感應可看到箔片B首先接觸導體，說明B處所帶的電荷多于A處。電荷在導體表面的分布是不均勻的：突出處電荷比較密集，平坦處電荷較為稀疏。

三、說明

1.箔片的長度、箔片與導體的水平間距根據實驗情況而定，以保證實驗效果最佳。即A剛好接觸導體，B只有擺動趨勢，不接觸導體。

2.實驗裝置簡單，效果明顯，保證了在檢驗導體帶電過程中，導體帶電量相等。