淺析靜電物理實驗

趙媛媛

摘 要：高中物理教師應確保材料和儀器的絕緣，在多方面為靜電物理實驗的成功做到良好的準備。

關鍵詞：高中物理教學；靜電實驗；環(huán)境條件；操作方法

高中物理在高中課程體系中占有重要的位置。長期以來老師講實驗、學生背實驗的現(xiàn)象非常嚴重，因此做好實驗教學尤其重要。高中靜電物理實驗常常讓物理老師感到難以做好，經(jīng)常在事先實驗中能夠成功，而到了課堂上實驗的成敗就不能夠保證。究其原因，主要是因為影響靜電物理實驗的因素眾多。這也導致了一些教師不敢嘗試靜電物理實驗，下面就如何做好靜電物理實驗展開討論。

一、靜電實驗應考慮絕緣問題

靜電實驗的特點在于“高電壓，微負荷”，因此，在靜電物理試驗中很容易發(fā)生漏電的現(xiàn)象，一旦漏電就會直接影響到靜電物理實驗的成功性。因此，要在高中物理教學課堂中做好經(jīng)典物理實驗，首先應解決絕緣問題。在進行靜電物理實驗之前，教師應選擇合適的材料，并對選擇材料的絕緣性能進行檢驗。經(jīng)典物理實驗的特點為“高電壓、微電荷”，因此要求選用的材料擁有很強的絕緣性能，一些絕緣體，例如，香蕉、玻璃等材料在空氣潮濕或者表面不潔的情況下會喪失其原本的絕緣性能，甚至可能成為導體，因此，更應該加強在實驗前對于所選材料的絕緣檢驗。較為簡單的測試方法是用靈敏的驗電器，將絕緣體的一端接觸驗電器的

導桿，根據(jù)指針的閉合和張開角度來確定材料的絕緣性能是否

良好。

通常，有機玻璃、保險薄膜等材料都是適合靜電物理實驗的材料，而有機玻璃更是在靜電物理實驗中被廣泛使用。在靜電物理試驗中，采用有機玻璃能夠很好地增強靜電物理實驗的實驗效果，而有機玻璃棒以及泡沫所料摩擦起點的效果遠遠大于絲綢摩擦玻璃棒或者毛皮摩擦玻璃棒的效果。

此外，在進行靜電物理實驗之前，還應對靜電儀器的絕緣性進行檢驗。如果在實驗之前發(fā)現(xiàn)靜電儀器的絕緣性能并不適合進行實驗，那么高中物理教師應認真分析儀器性能差的原因。一般而言，靜電儀器的絕緣性能較差通常是因為部件老化或表層有污水等原因，導致靜電儀器中的絕緣材料性能受到影響。若因為材料本身性能較差或部件老化，則應對靜電儀器中的絕緣材料及時進行更換，并選用容易加工的有機玻璃或石蠟等材料，也可以利用剔刮的方法將絕緣材料中的老化層進行清除，以提高靜電儀器中絕緣材料的絕緣性能。若因為靜電儀器中沾有雜質(zhì)而因為靜電儀器絕緣性能下降，則應采用吹風的方法進行除塵，當雜質(zhì)并不容易清除時，則應采用清洗的方法，并在清洗之后及時吹干，如果實驗所需的儀器上沾有水分，則應先擦干，隨后用烘干或吹干的方式徹底清除水分。

二、環(huán)境條件

靜電實驗有其特殊的地方，不同于其他實驗，環(huán)境條件直接影響著靜電物理實驗的成敗與否。由于空氣中存在等離子等帶電粒子相互撞擊與空氣中因放電而產(chǎn)生的帶點粒子與絕緣體上所帶電荷的中和，所以在實驗時，實驗裝置應遠離高壓電源，因為電源在放電時，造成電子飛向帶電體，導致儀器漏電。與此同時，環(huán)境的溫度或者濕度，也會導致絕緣性能降低，造成電荷的泄露。因此在春、夏濕度較大的教室內(nèi)進行實驗時，應加強室內(nèi)通風，保證儀器干燥，這樣才能有效保證實驗的成功。

三、實驗裝置設計與操作方法

除了環(huán)境條件以及材料的選擇，實驗裝置的設計對于靜電實驗的成敗也非常重要，在設計靜電裝置時，在儀器位置、相互絕緣以及帶電體連接等方面都有相當嚴格的要求，一般被測帶電體應安置在絕緣支架上，帶電體的連接采用螺旋形導線懸空鏈接，盡可能遠離桌面以及驗電器的外殼，導線之間也應避免相互觸碰，此外，實驗者也不應太靠近儀器。

如果實驗對于電荷要求并不高，可以采用摩擦起電的方法來進行靜電物理實驗。摩擦起電應采用有機玻璃和泡沫塑料作為材料。在摩擦過程中，應盡量使各部分受力均勻，最后的抽棒則應稍微轉(zhuǎn)動，但應注意的是，并不是摩擦的次數(shù)越多越好，只需兩三次就可以將摩擦所帶電荷傳給帶電物體。利用摩擦起電的方式產(chǎn)生電荷時，絕緣棒上所帶的電荷并不屬于自由電荷，因此應當使帶電棒在物體上進行移動，盡可能保證其各個部分都能夠與需要帶電的物體進行接觸，這樣可以傳遞出更多的電荷。

如果靜電實驗所需的電荷較大，則應使用感應起電盤起電，并在進行操作時應盡量遠離金屬板，并避免對著儀器呼氣，否則會導致漏電現(xiàn)象的產(chǎn)生。在使用儀器時，應先對絕緣材料輕擦幾次，此外操作人員的手也應保持干燥，易出汗的人應帶上塑料

手套。

在進行高中物理靜電實驗時，應認真對待絕緣材料以及絕緣儀器的絕緣性能，注意環(huán)境和儀器的操作方法，這樣才能使高中靜電物理實驗的效果令人滿意。

參考文獻：

冀成巖.物理教學中“非常規(guī)”實驗教學的認識與嘗試[J].高中數(shù)理化，2008（12）.

|編輯 楊兆東