第一篇：靜電實(shí)驗(yàn)教學(xué)

靜電實(shí)驗(yàn)

一、摩擦起電

1、摩擦起電原理

不同物質(zhì)的原子核束縛電子的本領(lǐng)不同。當(dāng)兩個物體互相摩擦?xí)r，束縛電子的本領(lǐng)弱的物體，容易失去電子，跟它相摩擦的物體得到電子，物體失去電子帶正電，得到電子帶負(fù)電。

2、摩擦起電條件

（1）相互摩擦的物體是由不同的物質(zhì)組成的。同種物質(zhì)的原子核對核外電子的束縛能力是相同的，不會出現(xiàn)電子的得失，因此不可能起電。（2）摩擦起電的兩個物體要與外界絕緣。如果用手拿著金屬棒去摩擦別的物體，金屬棒是不會帶電的，這是因?yàn)榻饘?、人體、大地都是導(dǎo)體，摩擦過的金屬棒上帶的電通過人體傳給大地，因此金屬棒不會帶電?！?常見物質(zhì)束縛電子本領(lǐng)由弱到強(qiáng)的次序：毛皮＜玻璃＜云母＜羊毛＜尼龍＜絲綢＜硬橡膠＜金屬＜松香＜硫。

3、為什么帶電體能吸引輕小物體?

這是因?yàn)楫?dāng)帶電體靠近輕小物體時,輕小物體由于靜電感應(yīng)也帶了電(與帶電體相反的電荷),所以帶電體能吸引輕小物體.4、為什么摩擦起電的筆桿吸起了碎紙屑以后，碎紙屑馬上又掉了？

這是因?yàn)楫?dāng)碎紙屑被帶電的筆桿吸引后,它就帶了與筆桿相同的電荷(這是一種接觸起電現(xiàn)象),由于同種電荷相互排斥,所以碎紙屑馬上又掉了。

5、為什么冬天梳頭發(fā)時頭發(fā)會變直，也就是說，為什么頭發(fā)遇靜電后會變直？

帶電體靠近不帶電體時，不帶電體靠近帶電體一側(cè)會感應(yīng)帶上異種電荷，從而與帶電體相吸。梳頭時，頭發(fā)因摩擦而帶上同種電荷從而相互排斥。

6、金屬棒與有機(jī)玻璃棒摩擦起電

理論上，任何兩個不同物質(zhì)的物體相互摩擦，都要發(fā)生電荷（電子）的轉(zhuǎn)移，在絕緣好的情況下，無論是絕緣體還是導(dǎo)體，都能表現(xiàn)出帶電現(xiàn)象。

取一把長約20厘米、塑料把的螺絲起子與有機(jī)玻璃棒摩擦。

7、金屬棒之間摩擦能起電嗎？

不會，因?yàn)榻饘偈橇紝?dǎo)體，就算你摩擦出電荷，這些電荷也會很快轉(zhuǎn)移，并且馬上發(fā)生中和反應(yīng)，所以是不會起電的。

二、靜電計與驗(yàn)電器

一、1、構(gòu)造上的差異

最常用的金箔驗(yàn)電器，它是檢驗(yàn)物體是否帶電的最簡單的儀器，在玻璃瓶口處有一橡膠塞，塞中插一根金屬桿，桿的上端有一金屬球，下端懸掛一對金箔（或鋁箔）。當(dāng)帶電體與金屬小球接觸時，箔片因帶同性電荷相排斥而張開。為了避免氣流的影響，金屬棒和箔片封閉在一個玻璃瓶中，棒與瓶間有絕緣材料相隔。

而靜電計是用靜電方法測量電勢差的儀器。實(shí)驗(yàn)室常用的靜電計是布勞恩靜電計，它的結(jié)構(gòu)是在一絕緣底座上裝一鼓形鐵殼，鐵殼的前面裝有透明玻璃，后面裝有標(biāo)有刻度的毛玻璃，在金屬殼中絕緣地安裝一根金屬桿，桿的上端為金屬小球，金屬桿下部的水平軸上裝有金屬指針，可繞水平軸靈活轉(zhuǎn)動。圓筒的底部有接線柱，可用來接地或與其他導(dǎo)體相連。這樣，靜電計的金屬外殼與內(nèi)部的金屬桿及金屬指針構(gòu)成了一個特殊的電容器。

2、工作原理及用途上的差異

（1）驗(yàn)電器原理及其用途

驗(yàn)電器的原理：當(dāng)驗(yàn)電器指示系統(tǒng)帶電后，由于同種電荷的排斥力使指示器發(fā)生偏轉(zhuǎn)，它是從力的角度來反映導(dǎo)體帶電的情況。當(dāng)指示系統(tǒng)具有一定的偏轉(zhuǎn)角時，其重力矩與靜電力矩平衡。

驗(yàn)電器的主要用途：檢驗(yàn)物體是否帶電，比較帶電的種類以及所帶電荷量的多少等。（2）靜電計原理及其用途

靜電計的原理是：從上面的構(gòu)造分析，我們知道靜電計本身其實(shí)就是一個電容器。金屬球、金屬桿、指針相當(dāng)于電容器的一個電極，金屬外殼也相當(dāng)于一個電極，它們之間是絕緣的。其電容的大小由金屬殼的幾何尺寸的大小和金屬桿及指針的長短、位置所決定。因?yàn)橹羔樀钠D(zhuǎn)角變化對靜電計的電容的影響很小，故在指針轉(zhuǎn)動過程中可近似認(rèn)為靜電計的電容值不變。

現(xiàn)將一個已充電電量為Q的平板電容器與靜電計相連，此時指針和金屬桿帶正電，外殼的內(nèi)表面將出現(xiàn)負(fù)的感應(yīng)電荷，從而在金屬桿與外殼間形成電場，指針表面的電荷受到電場力的作用，或者說受到來自桿上同種電荷的排斥力及金屬盒內(nèi)壁的異種電荷的吸引力，使得指針偏轉(zhuǎn)，帶電量越多，場強(qiáng)越強(qiáng)，則指針的偏角也越大。

當(dāng)靜電計電容保持不變時，靜電計兩極間的電勢差U與其帶電量Q成正比，U越大，Q越大，指針?biāo)茈妶隽υ酱?，指針張角因此就越大。由此可見，指針張角大小能定性地反映靜電計兩極間的電勢差的大小。

由于靜電計的特殊結(jié)構(gòu)，使得它又具備驗(yàn)電器不能替代的某些作用。它不但可以定性測量兩導(dǎo)體的電勢差（這點(diǎn)上面已有，故不重述），還可以定性測量某導(dǎo)體的電勢，甚至還可以測量直流電路中的電勢差。既然靜電計本身也是一個電容器，那么把靜電計并聯(lián)在直流 電路中電勢差不為零的兩點(diǎn)時，靜電計就會被充電，其指針就應(yīng)該偏轉(zhuǎn)。但實(shí)際上在一般直流電路中，由于電壓較小，使靜電計所帶電荷量很小，指針的偏轉(zhuǎn)角度幾乎覺察不出來。靜電計上的刻度一般是以靜伏（靜電系單位）為單位的，而1靜伏=300V。故一般的直流電壓不能使靜電計指針有明顯偏轉(zhuǎn)。如果把靜電計接在具有幾百、幾千甚至幾萬伏電壓的直流電路中，靜電計指針就會有明顯偏轉(zhuǎn)，也就可以用靜電計來測量某兩點(diǎn)間的電壓。例如把靜電計接在感應(yīng)圈的副線圈上，指針偏轉(zhuǎn)角度會忽大忽小，說明感應(yīng)圈輸出的是不穩(wěn)定的脈動電壓。

由上可知，驗(yàn)電器與靜電計從原理和用途上看都不能說是一回事，它們只是在結(jié)構(gòu)上相似而已。

二、尖端放電

通常情況下空氣是不導(dǎo)電的，但是如果電場特別強(qiáng)，空氣分子中的正負(fù)電荷受到方向相反的強(qiáng)電場力，有可能被“撕”開，這個現(xiàn)象叫做空氣的電離。由于電離后的空氣中有了可以自由移動的電荷，空氣就可以導(dǎo)電了。空氣電離后產(chǎn)生的負(fù)電荷就是電子，失去電子的原子帶正電，叫做正離子。

由于同種電荷相互排斥, 導(dǎo)體上的靜電荷總是分布在表面上，而且一般說來分布是不均勻的，導(dǎo)體尖端的電荷特別密集, 所以尖端附近空氣中的電場特別強(qiáng), 使得空氣中殘存的少量離子加速運(yùn)動。這些高速運(yùn)動的離子撞擊空氣分子，使更多的分子電離。這時空氣成為導(dǎo)體，于是產(chǎn)生了尖端放電現(xiàn)象.（1）電風(fēng)車

（2）風(fēng)吹蠟燭（3）避雷針

（4）靜電滾筒

主要部件是一個絕緣塑料筒和兩個電極桿，塑料筒可繞中軸自由轉(zhuǎn)動，兩個電極桿安置在滾筒兩邊，且與滾筒中軸平行，每個電極桿上平行排列著一排垂直于電極桿但指向滾筒切線方向的金屬尖端。

當(dāng)兩個針形電極桿間加上高壓后，尖端處的電荷面密度最大，尖端附近的電場最強(qiáng)，強(qiáng)電場使尖端附近空氣中殘存的離子發(fā)生加速運(yùn)動，被加速的離子與空氣分子相碰撞，使空氣分子電離，產(chǎn)生大量新的離子。與尖端電荷異號的離子受吸引而趨向尖端，最后與尖 端上電荷中和；與尖端電荷同號的離子受排斥而飛向遠(yuǎn)方形成“電風(fēng)”，即電離的氣體流，因此尖端放電所產(chǎn)生的帶電粒子流推動滾筒而產(chǎn)生的力矩使?jié)L筒轉(zhuǎn)動。

四、韋氏起電機(jī)

1、結(jié)構(gòu)

(1)帶金屬片圓盤一對(2)電刷

(3)電梳、放電桿、萊頓瓶

2、原理

感應(yīng)起電

3、極性判斷 極性可隨即變化

五、感應(yīng)圈的原理

利用電磁感應(yīng)原理將低壓直流電變成高電壓的裝置。

工作原理，如圖所示。電源接通。電流通過W、P、L1。構(gòu)成初級線圈L1回路。此時，鐵芯被磁化，吸引斷續(xù)器簧片P，使L1斷路，瞬時無電流通過，鐵芯失磁，簧片P返回，L1回路再度接通。在這樣的重復(fù)過程中，L1中即產(chǎn)生斷續(xù)的電流。

在通、斷的瞬間，由于鐵芯的磁通量隨之變化，L1的自感電動勢會猛增至約450伏。由于次級線圈L2的線圈匝數(shù)為L1的130倍，于是在L2的兩端即感生5－6萬伏的高壓，而且是顯正負(fù)極性的。出現(xiàn)正負(fù)極性的原因主要因?yàn)閿嗬m(xù)器是一機(jī)械開關(guān)，通、斷電時間相差較大，在電路接通時，由于初級線圈的自感作用，電流增加較慢，鐵芯磁通量變化也不快，因而次級線圈感生的電動勢較小。但在斷電時，初級電流瞬間消失，鐵芯磁通量變化極快，就產(chǎn)生遠(yuǎn)高于通電自感電動勢的斷電自感電動勢。所以，通、斷電自感電動勢的方向是相反的，因而在次級兩端感生的電動勢是呈正負(fù)極性的脈沖電壓。

六、靜電除塵

1、構(gòu)造

2、工作原理

氣體電離：在電場作用下，空氣中的中性原子變成正離子和電子。你說的很對啊，金屬圓筒與金屬線之間的強(qiáng)電場使空氣分子電離，由于金屬線接負(fù)電，所以吸引電離出來的正離子，同時空氣分子中電離出的電子質(zhì)量非常?。ㄏ啾扔谡x子，電子的質(zhì)量要小的多的多），所以電子吸附在塵埃上（類似萬有引力，小質(zhì)量的被吸引），塵埃上積累一定量的電子后相當(dāng)于塵埃本身帶負(fù)電，被接正電的金屬圓筒吸引，隨后由于重力作用落入漏斗。

處于強(qiáng)電場中的空氣分子會被電離為電子和正離子，負(fù)離子的定義

空氣負(fù)離子又稱負(fù)氧離子，是指獲得1個或1個以上的電子帶負(fù)電荷的氧氣離子?？諝庵饕煞质堑?、氧、二氧化碳和水蒸氣。氮占78%，氧占21%，二氧化碳占0.03%，氮對電子無親和力，只有氧和二氧化碳對電子有親和力，但氧含量是二氧化碳含量的700倍，因此，空氣中生成的負(fù)離子絕大多數(shù)是空氣負(fù)氧離子。它是空氣中的氧分子結(jié)合了自由電子而形成的。自然界的放電(閃電)現(xiàn)象、光電效應(yīng)、噴泉、瀑布等都能使周圍空氣電離，形成負(fù)氧離子。負(fù)離子具有極佳的凈化除塵，減少二手煙危害、改善預(yù)防呼吸道疾病、改善睡眠、8 抗氧化、防衰老、清除體內(nèi)自由基、降低血液粘稠度的效果，在醫(yī)學(xué)界享有“維他氧”“空氣維生素”“長壽素”“ 空氣維他命”等美稱。

氣體電離

氣體受到電場或熱能的作用，就會使中性氣體原子中的電子獲得足夠的能量，以克服原子核對它的引力而成為自自電子，同時中性的原子或分子由于失去了帶負(fù)電荷的電子而變成帶正電荷的正離子。這種使中性的氣體分子或原子釋放電子形成正離子的過程叫做氣體電離

空氣是由氧、氮、水蒸氣、二氧化碳等多種氣體組成的氣體混合物，在正常情況下，氣體分子不帶電（顯中性），但在射線、受熱及強(qiáng)電場的作用下，空氣中的氣體分子會失去一些電子，即所謂空氣電離，這些失去的電子稱為自由電子，它又會與其它中性分子相結(jié)合而得到電子的氣體分子帶負(fù)電，空氣中，多種氣體分子“俘獲”電子的能力有強(qiáng)有弱，其中氧氣和二氧化碳較強(qiáng)，而氧氣在空氣中占20%多，二氧化碳僅占0.03%。因此空氣電離產(chǎn)生的自由電子大部分被氧氣獲得。

在太陽紫外線、宇宙射線等的作用下，有些空氣分子因失去電子而帶正電，成為正離子；有些分子獲得電子而帶負(fù)電，成為負(fù)離子。

空氣中有正離子，也有負(fù)離子。

在五十年前，負(fù)離子的含量高于正離子的含量。隨著現(xiàn)代文明的發(fā)展，負(fù)離子的量越來越少。環(huán)境污染，使得正離子增多，而負(fù)離子減少?，F(xiàn)代人的文明病和負(fù)離子減少也有最直接的關(guān)系。

地面附近空氣受宇宙射線（主要成份為電子和質(zhì)子）幅射影響，帶磁性的氧分子容易吸引電子，形成負(fù)離子；極性水分子容易 吸引質(zhì)子，形成正離子。

常溫下

氧氣負(fù)離子穩(wěn)定性差、水正離子穩(wěn)定性來得高，這使 正電荷總數(shù)超過負(fù)電荷，使大氣帶正電，這也是大氣電場為什 么總是帶正電的道理。

空氣如果是被人工電離的，那空氣中有多少種成份就有多少種 含有這此元素的正離子，但不可能有負(fù)離子，負(fù)的只有自由電 子。只要能量足夠強(qiáng)大，可將它們的電子全部打光。

電暈放電：大量離子運(yùn)動在極附近形成的電流（在極附近呈藍(lán)色光環(huán)）。電場擊穿：電離范圍擴(kuò)大，極間空氣全部電離，形成放電現(xiàn)象。塵粒荷電：離子運(yùn)動時與塵粒碰撞，使塵粒荷電。

荷電塵粒在電場作用下，向陽極板運(yùn)動，并沉積在陽極板上。

處于強(qiáng)電場中的空氣分子會被電離為電子和正離子，利用此原理可以進(jìn)行靜電除塵．如圖所示，是一個用來研究靜電除塵的實(shí)驗(yàn)裝置，鋁板與手搖起電機(jī)的正極相連，縫被針與手搖起電機(jī)的負(fù)極相連，在鋁板和縫被針中間放置點(diǎn)燃的蚊香．轉(zhuǎn)動手搖起電機(jī)，蚊香放出的煙霧會被電極吸附，停止轉(zhuǎn)動手搖起電機(jī)，蚊香的煙霧又會裊裊上升．關(guān)于這個現(xiàn)象，下列說法中正確的是（）

A．煙塵因?yàn)閹д姸晃降娇p被針上

B．同一煙塵顆粒在被吸附過程中離鋁板越近速度越小

C．同一煙塵顆粒在被吸附過程中離鋁板越近速度越大

D．同一煙塵顆粒在被吸附過程中如果帶電量不變，離鋁板越近則加速度越大

第二篇：靜電小實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計

靜電小實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計

一、教學(xué)目的：

1、通過用身邊物品進(jìn)行靜電實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證生活中靜電的存在。

2、初步了解產(chǎn)生靜電的基本條件。

3、培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)研究素養(yǎng)和初步探究能力。

二、教學(xué)準(zhǔn)備：

氣球、線繩、塑料條、報紙、鉛筆。

三、教學(xué)時間：1課時

四、教學(xué)過程：

（一）教學(xué)導(dǎo)入：

秋冬季節(jié)，當(dāng)我們脫下毛衣時，會聽到噼里啪啦的聲音，皮膚還會感到麻麻的刺痛。如果在晚上，關(guān)掉電燈，你還會看到毛衣上閃出許多小火花。這是為什么呢？有的同學(xué)以猜到了，這時靜電在作怪。

（二）學(xué)習(xí)新課：

一、實(shí)驗(yàn)一：聽話的塑料條 ①拿出課前準(zhǔn)備好的塑料條。

②一只手捏住兩條塑料條的一端，另一只手的食指、中指無名指夾在兩條塑料條之間，連續(xù)用力向下摩擦2——3次。③觀察兩條塑料條的狀態(tài)。兩條塑料條能否分開？

④、此時，把手掌放在分開的塑料條的中間，分開的塑料條向手掌靠攏，迅速抽出手掌，兩條塑料條又分開了。

思考、觀察：是什么使塑料條運(yùn)動？用手指摩擦塑料條的作用是什么？

二、實(shí)驗(yàn)二，粘在雙肩上的氣球。

1、吹起兩只氣球，用線繩把氣球口扎緊。

2、把氣球用力在自己的毛衣上摩擦。用手牽著線繩使氣球自然下垂，觀察兩只氣球的相互狀態(tài)。它們會互相排斥而分開嗎？

3、把兩只氣球放在剛擦過氣球的毛衣肩上，兩只氣球可以粘在毛衣上嗎？

三、實(shí)驗(yàn)三，貼在墻上的報紙

1、展開A四紙大小的報紙，平鋪在墻上。

2、用鉛筆的側(cè)面迅速在報紙上摩擦幾下，報紙就像粘在墻上一樣。

3、掀起報紙的一角，然后松開手，被掀起的報紙角，會被墻壁吸回去。

4、總結(jié)思考：在實(shí)驗(yàn)二和實(shí)驗(yàn)三中，是什么原因使得氣球和報紙粘在物體上？以你的經(jīng)驗(yàn)，這種粘合劑是什么？

四、探索發(fā)現(xiàn)

當(dāng)兩個不同材料的物體互相摩擦，一個物體上的一些電子轉(zhuǎn)移到另一個物體上，這兩個物體帶上了不同種類的電荷，這種現(xiàn)象叫摩擦起電。摩擦起電就是一種靜電現(xiàn)象。

實(shí)驗(yàn)中，相互吸引的物體所帶的是不同種類的電荷，而相互吸引的物體所帶的是同一種類的電荷。

五、探索延伸

說出以下幾種做法，哪些做法是“防”靜電，哪些是“放”靜電？

1、選用純棉衣料的衣服，2、當(dāng)看完電視或電腦以后，馬上洗臉洗手；

3、用加濕器給室內(nèi)加濕，或在室內(nèi)養(yǎng)魚、養(yǎng)水仙花；

4、脫衣前，先用手觸摸一下墻壁或金屬物品。

第三篇：靜電部分實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計

篇一：靜電小實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計

靜電小實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計

一、教學(xué)目的：

1、通過用身邊物品進(jìn)行靜電實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證生活中靜電的存在。

2、初步了解產(chǎn)生靜電的基本條件。

3、培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)研究素養(yǎng)和初步探究能力。

二、教學(xué)準(zhǔn)備：

氣球、線繩、塑料條、報紙、鉛筆。

三、教學(xué)時間：1課時

四、教學(xué)過程：

（一）教學(xué)導(dǎo)入：

秋冬季節(jié)，當(dāng)我們脫下毛衣時，會聽到噼里啪啦的聲音，皮膚還會感到麻麻的刺痛。如果在晚上，關(guān)掉電燈，你還會看到毛衣上閃出許多小火花。這是為什么呢？有的同學(xué)以猜到了，這時靜電在作怪。

（二）學(xué)習(xí)新課：

一、實(shí)驗(yàn)一：聽話的塑料條

①拿出課前準(zhǔn)備好的塑料條。

②一只手捏住兩條塑料條的一端，另一只手的食指、中指無名指夾在兩條塑料條之間，連續(xù)用力向下摩擦2——3次。

③觀察兩條塑料條的狀態(tài)。兩條塑料條能否分開？

④、此時，把手掌放在分開的塑料條的中間，分開的塑料條向手掌靠 攏，迅速抽出手掌，兩條塑料條又分開了。

思考、觀察：是什么使塑料條運(yùn)動？用手指摩擦塑料條的作用是什么？

二、實(shí)驗(yàn)二，粘在雙肩上的氣球。

1、吹起兩只氣球，用線繩把氣球口扎緊。

2、把氣球用力在自己的毛衣上摩擦。用手牽著線繩使氣球自然下垂，觀察兩只氣球的相互狀態(tài)。它們會互相排斥而分開嗎？

3、把兩只氣球放在剛擦過氣球的毛衣肩上，兩只氣球可以粘在毛衣上嗎？

三、實(shí)驗(yàn)三，貼在墻上 的報紙

1、展開a四紙大小的報紙，平鋪在墻上。

2、用鉛筆的側(cè)面迅速在報紙上摩擦幾下，報紙就像粘在墻上一樣。

3、掀起報紙的一角，然后松開手，被掀起的報紙角，會被墻壁吸回去。

4、總結(jié)思考：在實(shí)驗(yàn)二和實(shí)驗(yàn)三中，是什么原因使得氣球和報紙粘在物體上？以你的經(jīng)驗(yàn)，這種粘合劑是什么？

四、探索發(fā)現(xiàn)

當(dāng)兩個不同材料的物體互相摩擦，一個物體上的一些電子轉(zhuǎn)移到另一個物體上，這兩個物體帶上了不同種類的電荷，這種現(xiàn)象叫摩擦起電。摩擦起電就是一種靜電現(xiàn)象。

實(shí)驗(yàn)中，相互吸引的物體所帶的是不同種類的電荷，而相互吸引的物體所帶的是同一種類的電荷。

五、探索延伸

說出以下幾種做法，哪些做法是“防”靜電，哪些是“放”靜電？

1、選用純棉衣料的衣服，2、當(dāng)看完電視或電腦以后，馬上洗臉洗手；

3、用加濕器給室內(nèi)加濕，或在室內(nèi)養(yǎng)魚、養(yǎng)水仙花；

4、脫衣前，先用手觸摸一下墻壁或金屬物品。篇二：《“靜電”小實(shí)驗(yàn)》教學(xué)設(shè)計

《“靜電”小實(shí)驗(yàn)》教學(xué)設(shè)計

河北區(qū)光明小學(xué)王建華

篇三：靜電實(shí)驗(yàn)教學(xué)探索

靜電實(shí)驗(yàn)教學(xué)探索

[摘要] 靜電實(shí)驗(yàn)是物理實(shí)驗(yàn)的重要組成部分。敘述了靜電產(chǎn)生的原因和特點(diǎn)，分析影響實(shí)驗(yàn)成功的各種因素，討論了在實(shí)踐中抓住主要矛盾是確保實(shí)驗(yàn)教學(xué)成功的關(guān)鍵。[關(guān)鍵詞] 靜電 靜電實(shí)驗(yàn) 靜電產(chǎn)生

靜電實(shí)驗(yàn)是物理實(shí)驗(yàn)的重要組成部分，而且屬于較難在課堂上駕御的物理演示實(shí)驗(yàn)，原因是影響靜電實(shí)驗(yàn)成敗因素頗多。因此，就要求教師既要從理論上掌握靜電產(chǎn)生的原因和特點(diǎn)，又要在實(shí)踐中研究靜電實(shí)驗(yàn)的規(guī)律，分析影響實(shí)驗(yàn)的各種因素，抓住主要矛盾，有針對性地解決問題。方能在一個具體實(shí)驗(yàn)環(huán)境條件下，把握試驗(yàn)關(guān)鍵，確保靜電實(shí)驗(yàn)成功。

一、靜電研究的歷史

古代人們對自然界中的各種電現(xiàn)象，不了解他們內(nèi)在的聯(lián)系，認(rèn)為它們是各不相干的。有些現(xiàn)象實(shí)在無法解釋，只能求助于神的力量。16世紀(jì)英國御醫(yī)吉爾伯特是第一個比較系統(tǒng)地研究了靜電現(xiàn)象的人，吉爾伯特的工作停留在定性的階段，進(jìn)展不快。1752年，美國社會活動家富蘭克林用風(fēng)箏將雷電引下來，把“天電”收集到萊頓瓶中，從而弄明白“天電”和“地電”原來是一回事。18世紀(jì)后期，貝內(nèi)特發(fā)明驗(yàn)電器，這種儀器一直沿用到現(xiàn)在。它可以近似地測量一個物體上所帶的電量。另外，庫侖發(fā)明了扭秤，用它來測量靜電力，推導(dǎo)出了庫侖定律?？茖W(xué)家使用了驗(yàn)電器和扭秤以后，靜電現(xiàn)象的研究工作就從定性走到了定量的道路。經(jīng)過長期對自然現(xiàn)象的觀察和研究，人們對靜電現(xiàn)象有了一定程度的認(rèn)識。但是對電的本質(zhì)問題，一直到研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)后，才算比較清楚。

二、靜電中的電荷本質(zhì)

電荷本身不是物質(zhì)，但電荷與物質(zhì)不可分離，自然界不存在脫離物質(zhì)而單獨(dú)存在的電荷，電荷是物質(zhì)的固有屬性之一，它有正電荷與負(fù)電荷兩種，同種電荷相排斥，異種電荷相吸引。導(dǎo)體上所帶的電荷是可以自由移動的自由電荷，以傳導(dǎo)方式實(shí)現(xiàn)電荷的轉(zhuǎn)移；而絕緣體帶電情況與導(dǎo)體帶電情況大不相同，絕緣體所帶的電荷是以束縛電荷的形式出現(xiàn)，不能以傳導(dǎo)方式轉(zhuǎn)移，而是以放電形式實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)移。所以，帶電的絕緣體與導(dǎo)體接觸后，導(dǎo)體上所得到的電荷是通過放電形式轉(zhuǎn)移而來的，即金屬中的電子在強(qiáng)電場作用下，從金屬表面逸出，導(dǎo)體表面電荷集中部分最易發(fā)生這種現(xiàn)象。我們通過接觸可以實(shí)現(xiàn)絕緣體與帶電體上電荷的轉(zhuǎn)移，但其本質(zhì)上不是傳導(dǎo)而是放電，這個問題的正確理解，有助于我們理論上正確分析靜電產(chǎn)生的原因。通常物體由原子組成，原子中有帶正點(diǎn)的原子核和帶負(fù)電的電子，由于正、負(fù)電荷相等，一般物體呈中性而不帶電。

第四篇：靜電實(shí)驗(yàn)教學(xué)探索論文

論文關(guān)鍵詞：靜電靜電實(shí)驗(yàn)靜電產(chǎn)生

論文摘要：靜電實(shí)驗(yàn)是物理實(shí)驗(yàn)的重要組成部分。敘述了靜電產(chǎn)生的原因和特點(diǎn)，分析影響實(shí)驗(yàn)成功的各種因素，討論了在實(shí)踐中抓住主要矛盾是確保實(shí)驗(yàn)教學(xué)成功的關(guān)鍵。

靜電實(shí)驗(yàn)是物理實(shí)驗(yàn)的重要組成部分，而且屬于較難在課堂上駕御的物理演示實(shí)驗(yàn)，原因是影響靜電實(shí)驗(yàn)成敗因素頗多。因此，就要求教師既要從理論上掌握靜電產(chǎn)生的原因和特點(diǎn)，又要在實(shí)踐中研究靜電實(shí)驗(yàn)的規(guī)律，分析影響實(shí)驗(yàn)的各種因素，抓住主要矛盾，有針對性地解決問題。方能在一個具體實(shí)驗(yàn)環(huán)境條件下，把握試驗(yàn)關(guān)鍵，確保靜電實(shí)驗(yàn)成功。

一、靜電研究的歷史

古代人們對自然界中的各種電現(xiàn)象，不了解他們內(nèi)在的聯(lián)系，認(rèn)為它們是各不相干的。有些現(xiàn)象實(shí)在無法解釋，只能求助于神的力量。16世紀(jì)英國御醫(yī)吉爾伯特是第一個比較系統(tǒng)地研究了靜電現(xiàn)象的人，吉爾伯特的工作停留在定性的階段，進(jìn)展不快。1752年，美國社會活動家富蘭克林用風(fēng)箏將雷電引下來，把“天電”收集到萊頓瓶中，從而弄明白“天電”和“地電”原來是一回事。18世紀(jì)后期，貝內(nèi)特發(fā)明驗(yàn)電器，這種儀器一直沿用到現(xiàn)在。它可以近似地測量一個物體上所帶的電量。另外，庫侖發(fā)明了扭秤，用它來測量靜電力，推導(dǎo)出了庫侖定律。科學(xué)家使用了驗(yàn)電器和扭秤以后，靜電現(xiàn)象的研究工作就從定性走到了定量的道路。經(jīng)過長期對自然現(xiàn)象的觀察和研究，人們對靜電現(xiàn)象有了一定程度的認(rèn)識。但是對電的本質(zhì)問題，一直到研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)后，才算比較清楚。

二、靜電中的電荷本質(zhì)

電荷本身不是物質(zhì)，但電荷與物質(zhì)不可分離，自然界不存在脫離物質(zhì)而單獨(dú)存在的電荷，電荷是物質(zhì)的固有屬性之一，它有正電荷與負(fù)電荷兩種，同種電荷相排斥，異種電荷相吸引。導(dǎo)體上所帶的電荷是可以自由移動的自由電荷，以傳導(dǎo)方式實(shí)現(xiàn)電荷的轉(zhuǎn)移；而絕緣體帶電情況與導(dǎo)體帶電情況大不相同，絕緣體所帶的電荷是以束縛電荷的形式出現(xiàn)，不能以傳導(dǎo)方式轉(zhuǎn)移，而是以放電形式實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)移。所以，帶電的絕緣體與導(dǎo)體接觸后，導(dǎo)體上所得到的電荷是通過放電形式轉(zhuǎn)移而來的，即金屬中的電子在強(qiáng)電場作用下，從金屬表面逸出，導(dǎo)體表面電荷集中部分最易發(fā)生這種現(xiàn)象。我們通過接觸可以實(shí)現(xiàn)絕緣體與帶電體上電荷的轉(zhuǎn)移，但其本質(zhì)上不是傳導(dǎo)而是放電，這個問題的正確理解，有助于我們理論上正確分析靜電產(chǎn)生的原因。通常物體由原子組成，原子中有帶正點(diǎn)的原子核和帶負(fù)電的電子，由于正、負(fù)電荷相等，一般物體呈中性而不帶電。但當(dāng)物體經(jīng)過摩擦、加熱、感應(yīng)、照射等變化，往往使物體獲得或失去一些電荷（電子），呈現(xiàn)帶靜電狀態(tài)。由此可見，靜電產(chǎn)生是具有多樣性和復(fù)雜性。

三、實(shí)驗(yàn)中靜電的產(chǎn)生

1.摩擦帶電是課堂教學(xué)中最常用的起電方法。兩種不同物質(zhì)互相接觸時，由于兩種物質(zhì)原子核外電子分布的不同，兩者之間就存在著一個電位差，叫接觸電位差。因電位差存在，常常有電子從一個物體轉(zhuǎn)移到另一物體，從而使前者帶正電，后者帶負(fù)電。兩物體相互摩擦，摩擦的作用使兩物體接觸的點(diǎn)增多，接觸更緊密，從而增加電子轉(zhuǎn)移的機(jī)會，加之摩擦溫度升高，加速了電子轉(zhuǎn)移。但是，從物理本質(zhì)上來講，摩擦帶電是一種接觸帶電，相互接觸緊密時的接觸電位差是主要矛盾，相互摩擦的兩種材料之間擠壓的越緊，越容易實(shí)現(xiàn)電子在兩種材料的轉(zhuǎn)移而使之帶電，而只有快速．反復(fù)而不緊壓的摩擦是不易生電的，有經(jīng)驗(yàn)的教師是用緊壓的摩擦來成功使物體帶電的。實(shí)驗(yàn)中有時用絲綢摩擦兩根玻璃棒，卻得到兩玻璃棒帶電性質(zhì)相反的反?，F(xiàn)象。研究后認(rèn)為，用絲綢摩擦第一根玻璃棒，因玻璃棒失掉電子而帶正電，絲綢得到電子帶負(fù)電，在空氣特別干燥時，絲綢上的電子不易漏失。當(dāng)與第二根玻璃棒一起摩擦?xí)r，由于摩擦次數(shù)較少或較輕，不僅沒有使玻璃棒失掉電子，反而把絲綢上的多余電子轉(zhuǎn)移到玻璃棒上，使第二根玻璃棒帶負(fù)電，發(fā)生兩棒相吸現(xiàn)象，為防止反常現(xiàn)象發(fā)生，第二次絲綢與玻璃棒摩擦起電前，應(yīng)用手充分與絲綢接觸，使絲綢原先所帶負(fù)電荷放凈后，再于玻璃棒摩擦。

2.感應(yīng)帶電也是靜電實(shí)驗(yàn)中較常用的方法。靜電感應(yīng)是靜電場中的導(dǎo)體內(nèi)，自由電荷受到場力作用移動，電荷重新分布，最后達(dá)到靜電平衡，從而使導(dǎo)體不同部位出現(xiàn)正、負(fù)電荷的現(xiàn)象。感應(yīng)帶電是在靜電感應(yīng)的條件下，使導(dǎo)體的一端接地后，去掉靜電場，則導(dǎo)體另一端的電荷重新分布在導(dǎo)體表面，用這種方法使導(dǎo)體帶電的優(yōu)點(diǎn)是：導(dǎo)體容易帶電且?guī)щ娏恳惨卓刂?，需注意?dǎo)體是處于與地絕緣狀態(tài)。

3.實(shí)驗(yàn)中注意靜電的特征

靜電具有高電壓特征。例如，人在地毯行走或從椅子上起立時，人體靜電電壓可高達(dá)一萬多伏，靜電的電量小、電容小。為什么電壓高呢？原來兩導(dǎo)體之間的電容、電壓與其上電量之間保持U=Q/C的關(guān)系，而C=εS/d．如果介電常數(shù)ε,極板面積S保持不變，則電容與極板間距離成反比。舉例說明：如兩物體緊密接觸時，其間距離為25×10-8厘米，其接觸電位差很小，當(dāng)兩物體迅速離開至0.1厘米時，由于距離增大為原來的40萬倍，電容則減小為原來的40萬分之。如果分離前后物體上電量保持不變，電壓將升為原來的40萬倍。即使接觸電位差只有0.01伏，分離至0.1厘米時電壓可達(dá)4千伏。因此，數(shù)萬伏靜電壓就不足為奇了。由此分析，不難看出，靜電的高壓特征主要來自電容，而不是來自電量。故其電量小，但電壓高。

靜電在高電壓的特征下，對絕緣體材料性能的要求相應(yīng)也很高。有些教師在流電實(shí)驗(yàn)范圍形成的絕緣體概念，在靜電范圍許多材料卻是亞導(dǎo)體，電荷易漏失，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗。因此靜電實(shí)驗(yàn)要求使用高電阻率的絕緣材料。一般電阻率為107歐姆米以下的物體，在靜電范圍都屬靜電導(dǎo)體，而電阻率為107獈1014歐姆米的物體只能算亞導(dǎo)體。靜電絕緣體，一般指電阻率為1014歐姆米以上的物體。因此，靜電實(shí)驗(yàn)中，要選好用的靜電絕緣體。如：有機(jī)玻璃，各種塑料，硬泡沫塑料，石蠟等等，而不能用亞導(dǎo)體：棉線，紙張，木材，橡膠，膠木，玻璃等做絕緣體，認(rèn)識這一點(diǎn)是查找靜電實(shí)驗(yàn)失敗原因的關(guān)鍵。

在靜電實(shí)驗(yàn)中，影響實(shí)驗(yàn)成功的因素：一是空氣濕度，二是儀器的絕緣性能，絕緣材料表面受潮，不清潔導(dǎo)致其絕緣性能下降致使實(shí)效差或根本做不出來。解決的方法是，在潮濕的天氣條件下，在實(shí)驗(yàn)前和實(shí)驗(yàn)過程中，最好用鎢燈烘烤。經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，空氣濕度對靜電的影響處于次要地位，而儀器的絕緣性能處于主要地位。為解決這個主要矛盾，需要改善儀器絕緣性能，一是用清潔劑將儀器洗凈，清除雜質(zhì)，增加絕緣性。二是改善儀器中關(guān)鍵的絕緣元件的絕緣性。儀器的清潔是靜電實(shí)驗(yàn)成功的重要因素。

總之，每個教師要確保課堂教學(xué)成功，就必須對教學(xué)內(nèi)容有更深層次的理解。即“知其然，更知其所以然?！膘o電實(shí)驗(yàn)教學(xué)的成功，要求教師既要從理論上掌握靜電產(chǎn)生的原因和特點(diǎn)，又要在實(shí)踐中研究靜電實(shí)驗(yàn)的規(guī)律，要在理論和實(shí)踐中不斷提高自己，才能確保靜電實(shí)驗(yàn)教學(xué)的成功。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳啡暇.材料物理性能[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006.[2]馬文蔚.物理學(xué)[M].北京：高等教育出版社，1978.[3]張瑞琨.教學(xué)全書物理卷[M].上海：上海教育出版社，1996.

第五篇：靜電測量

靜電測量

靜電測量就是用相應(yīng)的測量裝置有關(guān)靜電的物理參數(shù)。主要的靜電參數(shù)有：靜電電位，介質(zhì)的質(zhì)量電量密度和體積電量密度；靜電放電火花的放電電量、放電能量、放電電流；電阻、電容、電感；介質(zhì)的表面電阻率和體電阻率、介電常數(shù)；放電時間常數(shù)等等。測量用的儀器設(shè)備有：靜電電位儀、高阻計、電容電橋、電感電橋、檢流計、示波器、靜電衰減儀、法拉第簡、靜電感應(yīng)測量裝置等。

靜電測量時候應(yīng)注意：

（1）應(yīng)選用使用方便、可靠性高的測量儀表。在爆炸危險場所測量儀表應(yīng)選用防爆型。

（2）測量前仔細(xì)閱讀儀表使用說明，了解其測量原理和使用范圍。

（3）測量前凋零、調(diào)整靈敏度并選擇量程。

（4）測量分析由測量導(dǎo)致引爆的危險性。在排除引燃危險性以后再進(jìn)行測量；并應(yīng)事先考慮發(fā)生意外情況時的應(yīng)急措施。

（5）為防止測量時發(fā)生放電，應(yīng)使測量儀表的探頭緩慢接近帶電體。即使防爆型儀表也應(yīng)如此。

（6）同一項目應(yīng)測量數(shù)次，在重現(xiàn)性較好的情況下，采取平均值和最大值。