静电感应实验说明VIP专享VIP免费

静电感应实验静电应可用验电器检验。早期的验电器是用蚕丝悬挂一个木髓球（图1）构成的木髓球验电器。在带电体周围，对木髓球显示吸引力的空间就是存在静电场的空间。比较精确的检验得用金箔验电器。传导和绝缘可由下列实验了解传导和绝缘的现象。①手持胶木棒中段，用毛皮摩擦其一端,然后移近验电器，便能吸引木髓球。如果把未经摩擦的一端移近验电器，则没有这种吸引力。可见在胶木棒上摩擦生成的电荷保留在原处，不会转移到别处去。②换用金属棒重复上述实验,验电器检查不出金属棒带电的任何迹象。W.吉伯根据实验①和②的结果，按能否用摩擦方法使材料带电，从而把材料分为“电质”和“非电质”。③持金属棒中央的胶木手柄,用毛皮摩擦金属棒的一端，然后把金属棒移近验电器，可知金属棒两端都已带电。实验说明金属不但能借助摩擦而带电，并且能把电荷转移到金属的其他部位，这种现象叫做传导或导电。金属的导电作用可进一步用实验证明。用手指轻触上述带电的金属棒，或持另一根金属棒同它接触，它就丧失了吸引木髓球的能力，说明原先带的电荷通过金属和人体已全部传导入地。如果改用胶木棒接触带电的金属棒，金属棒就仍然有吸引木髓球的能力，说明胶木棒不导电。据此电质和非电质应分别正名为电的导体和绝缘体。金属是良好的导体，玻璃、树脂、胶木、丝绸等是良好的绝缘体。正电和负电正电和负电的概念，起源于下列一些实验。①以毛皮摩擦使两根树脂棒带电,其中一根是用细丝线水平悬置的（图2）,再把另一根向它移近，它就受到斥力而后退。②改用丝绸摩擦两条玻璃棒重演上述试验,带电的玻璃棒也互相推斥。③把用毛皮摩擦过的树脂棒水平悬置在丝线上,再用丝绸摩擦过的玻璃棒靠近它，两者会互相吸引。法国科学家C.-F.迪费用类似的方法对多种材料进行试验后提出:有两种而且只有两种性质不同的电。玻璃棒经丝绸摩擦后所带的电可做为一种电的代表，迪费称为“玻璃电”；树脂棒经毛皮摩擦后所带的电为另一种电的代表，迪费称为“树脂电”。后来，玻璃电改称正电或阳电；树脂电改称负电或阴电。迪费还提出静电力的定性规律：异性电相吸，同性电相斥。用毛皮摩擦树脂棒，用丝绸摩擦玻璃棒，然后把这两根带异性电的棒分别悬挂。把毛皮移近树脂棒，或把丝绸移近玻璃棒，都表现出相吸；而把毛皮移近玻璃棒，或丝绸移近树脂棒，则都表现出相斥。这说明摩擦使异性电同时出现在互相摩擦的一对物体上。感应起电令一对支持在绝缘座上的导体B和C互相接触（图3）,然后把带电体A移近导体B的右测。如果A带的是正电，则因异性电相吸，导体B的右端出现负电；同时，因同性电相斥,导体C的左端出现正电。这种现象叫做静电感应。如果这时把导体B和C分开，就可以使两端感应的电荷分别保留在两导体上。导体B和C所获得的电荷的性质可用验电器检验。令带电体A接触验电器的木髓球，它从A通过传导获得正电后，就被斥离。然后，移此验电器试验B和C导体，带有正电的木髓球被B吸引而被C推斥,证明前者带有负电,后者带有正电。法拉第冰桶实验1843年，M.法拉第将一只盛冰用的锡铅合金桶（直径为7英寸,高为10.5英寸）和一只灵敏的金箔验电器相连接（图4）,进行了一系列精确的实验，并得出了定量的结论。①用丝线悬挂带电的导体球,从冰桶小口降到冰桶内腔深处,但不接触桶壁（图5）。如果导体球带的是正电，由于静电感应作用，桶壁内表面就出现负电，正电则转移到桶壁外表面和验电器下端，原先垂下的两片金箔因而得到正电，互相排斥而张开。②移动带电球在桶内的位置,只要不提升到靠近桶口的地方，金箔的张角就保持不变。所以金箔的张角能可靠地显示深入桶内的电荷。把带电球体提出桶外，移到远处，金箔就下垂。③令桶内的带电球体与桶壁内表面接触,金箔张角不变。然后把球体提出桶外，金箔张角仍不变。但球体已丧失了全部电荷。④令带电球体悬在桶内,金箔张开，然后以手指触一下桶壁外表面，金箔就下垂，表示冰桶外表面和验电器上原先感应的电荷通过人体传入大地。再提出带电球体，金箔又张开。但桶外表面的电荷与球体的电荷性质相反。再把带电球体放入桶内，金箔由张开转入下垂。待球体落到桶底，与桶壁接触后，再提出桶...