验电器与静电器的区别

验电器与静电器的区别
验电器与静电器的区别

一、构造上的差异

最常用的金箔验电器,它是检验物体是否带电的最简单的仪器,在玻璃瓶口处有一橡胶塞,塞中插一根金属杆,杆的上端有一金属球,下端悬挂一对金箔(或铝箔)。当带电体与金属小球接触时,箔片因带同性电荷相排斥而张开。为了避免气流的影响,金属棒和箔片封闭在一个玻璃瓶中,棒与瓶间有绝缘材料相隔。

而静电计是用静电方法测量电势差的仪器。实验室常用的静电计是布劳恩静电计,它的结构是在一绝缘底座上装一鼓形铁壳,铁壳的前面装有透明玻璃,后面装有标有刻度的毛玻璃,在金属壳中绝缘地安装一根金属杆,杆的上端为金属小球,金属杆下部的水平轴上装有金属指针,可绕水平轴灵活转动。圆筒的底部有接线柱,可用来接地或与其他导体相连。这样,静电计的金属外壳与内部的金属杆及金属指针构成了一个特殊的电容器。

二、工作原理及用途上的差异

1.验电器原理及其用途

验电器的原理:当验电器指示系统带电后,由于同种电荷的排斥力使指示器发生偏转,它是从力的角度来反映导体带电的情况。当指示系统具有一定的偏转角时,其重力矩与静电力矩平衡。

验电器的主要用途:检验物体是否带电,比较带电的种类以及所带电荷量的多少等。

2.静电计原理及其用途

静电计的原理是:从上面的构造分析,我们知道静电计本身其实就是一个电容器。金属球、金属杆、指针相当于电容器的一个电极,金属外壳也相当于一个电极,它们之间是绝缘的。其电容的大小由金属壳的几何尺寸的大小和金属杆及指针的长短、位置所决定。因为指针的偏转角变化对静电计的电容的影响很小,故在指针转动过程中可近似认为静电计的电容值不变。

现将一个已充电电量为Q的平板电容器与静电计相连,此时指针和金属杆带正电,外壳的内表面将出现负的感应电荷,从而在金属杆与外壳间形成电场,指针表面的电荷受到电场力的作用,或者说受到来自杆上同种电荷的排斥力及金属盒内壁的异种电荷的吸引力,使得指针偏转,带电量越多,场强越强,则指针的偏角也越大。

根据,可知当静电计电容保持不变时,静电计两极间的电势差U与其带电量Q成正比,U越大,Q越大,指针所受电场力越大,指针张角因此就越大。由此可见,指针张角大小能定性地反映静电计两极间的电势差的大小。

由于静电计的特殊结构,使得它又具备验电器不能替代的某些作用。它不但可以定性测量两导体的电势差(这点上面已有,故不重述),还可以定性测量某导体的电势,甚至还可以测量直流电路中的电势差。既然静电计本身也是一个电容器,那么把静电计并联在直流电路中电势差不为零的两点时,静电计就会被充电,其指针就应该偏转。但实际上在一般直流电路中,由于电压较小,使静电计所带电荷量很小,指针的偏转角度几乎觉察不出来。静电计上的刻度一般是以静伏(静电系单位)为单位的,而1静伏=300V。故一般的直流电压不能使静电计指针有明显偏转。如果把静电计接在具有几百、几千甚至几万伏电压的直流电路中,静电计指针就会有明显偏转,也就可以用静电计来测量某两点间的电压。例如把静电计接在感应圈的副线圈上,指针偏转角度会忽大忽小,说明感应圈输出的是不稳定的脉动电压。

由上可知,验电器与静电计从原理和用途上看都不能说是一回事,它们只是在结构上相似而已。

文章来自:https://www.360docs.net/doc/5916500484.html,/shownews.asp?id=347

静电计的原理

静电计 知识1: 静电计的构造 验电器的球形金属外壳与带有金属小球的金属杆是绝缘的,金属杆的下端有很薄的金属箔片. 静电计是在验电器的基础上改造而成的.静电计也是主要有相互绝缘的两部分构造而成.除金属外壳外,中间的金属杆下端有一个可转动的指针,指针转动的角度可由固定在外壳上的表盘读出.如图所示 知识点2:静电计的设计原理 静电计相当于一个电容很小的电容器,当将静电计的金属球,金属外壳分别与被测电容的两级相连时,静电计就从被测电容上获得电荷达到与被测电容的电压相同,因静电计的电容很小,此过程中引起被测电容上的电荷量的变化可忽略,被测电容两级间的变化也可忽略,即静电计上的电压总是等于被测电容上的电压.则静电计所带的电荷量q=cu正比于被测电压,被测电压越高,静电计所带电荷量越多,静电计指针与金属杆间的静电斥力就越大,指针偏角就越大。利用指针偏角与被测电压间的关系即可测静电电压。验电器与静电计的设计原理是相同的,即同种电荷相斥。 知识点3:注意事项 (1)使用验电器是判断物体是否带电,验电器在使用前不要带电。 (2)验电器与静电计的两金属杆与外壳一定要保持绝缘 (3)静电计所测的电压不是很准确,但能观察出电容器上电压的变化

静电计的使用: 让静电计与带电的电容器相连,如图,静电计的两部分与电容器的两极板分别等势,故电容器的两极板间的电压与静电计两部分间的电压相等,由静电计上的读数可知电容器两极板间的电压 例题.在如图所示的实验装置中,平行板电容器的极板B与一灵敏静电计相接,极板A 接地.下列操作中可以观察到静电计指针张角变大的是() A.极板A上移 B.极板A右移 C.极板A左移 D.极板间插入一云母片

验电器静电计和电压表广东梅东山中学物理组王彦武验电器

验电器、静电计和电压表 广东梅县东山中学物理组王彦武 验电器、静电计和电压表是在高中物理电学部分学习中常用到的仪器。而中学实验室中常用的箔片验电器和静电计结构很相似、静电计和电压表又都有测量电势差的功用,许多学生总是把它们混淆。本文就这三种仪器的结构原理及主要功能和用途作一些探讨。 一、结构原理辨析 1、验电器 验电器的主要结构是一根上端带有金属球、下端悬挂两片可以 张开和闭合的金属箔片的金属杆。为了避免气流对箔片的影响,把 金属杆和箔片封闭在透明的玻璃瓶中,并且金属杆和瓶之间是绝缘 隔开的(如图1)。而现在中学电学实验室最常见到的箔片验电器(如 图2),与图1所示不同的是把作为封闭外壳的玻璃瓶换成了前后镶 有玻璃的金属外壳。当带电体接触或靠近金属小球时,金箔便得到 或感应到同种电荷,因同种电荷相斥而张开。金属箔片张角的大小 取决于其所带电荷量的多少,与杆和外壳间电势差无关。即便是用 验电器来比较带电体电势的高低,也是通过带电体传递(或感应) 给金属球和金属杆的电荷而使金属箔片张角的大小来定性判定。并 且在使用时验电器的外壳不和其它导体相连或接地,因此,无论验 电器的外壳是不是金属,由金属球、金属杆和箔片构成的验电器的 主要构件都可以看作一孤立导体。 2、静电计 静电计由验电器改进而成。把验电器的玻璃瓶改为金属盒 (前面留一玻璃窗作观察用,后面装标有刻度的毛玻璃),金属 箔片改为可绕水平轴灵活转动的金属指针,盒底部有一个可与 其它导体相连或接地的接线柱,这样就成了能定量测量电势差 的静电计(如图3)。测量导体间的电势差时,将金属杆和盒上 接线柱分别与导体相连,杆与盒间便出现电场,指针表面电荷 因受电场力作用(金属杆上同种电荷的斥力及金属盒内壁异种 电荷的引力),使指针发生偏转。被测导体间电势差越大盒内场 强越大,指针的偏角也越大。在测量导体间的电势差或某一导 体的电势时,静电计外壳必须和一导体相连或接地,所以,主 要用于测量电势差的静电计实质就是一电容很小且固定(金属杆和指针与外壳正对面积很小且不变)的电容器。而在外壳不接地使用时,其作用相当于一个验电器,从这一点来说,有些文献资料上把静电计称之为一种特殊的验电器也是有道理的。

静电计的工作原理

静电计的工作原理 教材上说得比较简单,学生在理解"根据指针所指刻度,可以电容器两极板间的电 势差"不易弄情,笔者试着分析如下: 将静电计的金属球和金属外壳分别与被测量的导体用导线连接,例如分别与平行板电容器的正负极板相连.当电荷停止移动后,静电计的金属杆与外壳之间的电势差,跟平行板电容器两极板间的电势差相等.由于静电计也是一个电容器,其指针所带电荷量跟指针和外壳间的电势差成正比,电势差越大,指针带电荷量越多,张开的角度也越大,所以根据指针所指刻度,可以定量地知道指针与外壳问的电势差,也就知道了平行板电容器两极板间的电势差.由于静电计的电容量很小,所获得的电荷量与平行板电容器原来所带电荷量相比较可以忽略不静 电计的工作原理 教材上说得比较简单,学生在理解"根据指针所指刻度,可以电容器两极板间的电势差"不易弄情,笔者试着分析如下: 将静电计的金属球和金属外壳分别与被测量的导体用导线连接,例如分别与平行板电容器的正负极板相连.当电荷停止移动后,静电计的金属杆与外壳之间的电势差,跟平行板电容器两极板间的电势差相等.由于静电计也是一个电容器,其指针所带电荷量跟指针和外壳间的电势差成正比,电势差越大,指针带电荷量越多,张开的角度也越大,所以根据指针所指刻度,可以定量地知道指针与外壳问的电势差,也就知道了平行板电容器两极板间的电势差.由于静电计的电容量很小,所获得的电荷量与平行板电容器原来所带电荷量相比较可以忽略不计,故可认为测量前后平行板电容器所带电荷量基本不变,两板电势差也基本不变.

而静电计是用静电方法测量电势差的仪器。实验室常用的静电计是布劳恩静电计,如图1c所示。它的结构是在一绝缘底座上装一鼓形铁壳,铁壳的前面装有透明玻璃,后面装有标有刻度的毛玻璃,在金属壳中绝缘地安装一根金属杆,杆的上端为金属小球,金属杆下部的水平轴上装有金属指针,可绕水平轴灵活转动。圆筒的底部有接线柱,可用来接地或与其他导体相连。这样,静电计的金属外壳与内部的金属杆及金属指针构成了一个特殊的电容 器。 二、工作原理及用途上的差异 1.验电器原理及其用途 验电器的原理:当验电器指示系统带电后,由于同种电荷的排斥力使指示器发生偏转,它是从力的角度来反映导体带电的情况。当指示系统具有一定的偏转角时,其重力矩与静电力矩平衡。 验电器的主要用途:检验物体是否带电,比较带电的种类以及所带电荷量的多少等。 (2)静电计原理及其用途 静电计的原理是:从上面的构造分析,我们知道静电计本身其实就是一个电容器。金属球、金属杆、指针相当于电容器的一个电极,金属外壳也相

浅析验电器与静电计1

你知道验电器与静电计的区别吗? 六盘山高级中学 王佳 在一次试卷评讲中遇到这样一道题: 一平行板电容器充电后与电源断开,负极板接地.两板 间有一个正检验电荷固定在P 点,如图所示,以C 表示电容器的电容、E 表示两板间的 场强、φ表示P 点的电势,E P 表示正电荷在P 点的电势 能,若正极板保持不动,将负极板缓慢向左平移一小段 距离L 0的过程中,各物理量与负极板移动距离x 的关系 图象中正确的是 我随口问了一句图中右边的仪器是什么?结果班里大部分学生的答案是“验电器”。我又问:“知道验电器与静电计的区别吗?”学生的表情告诉我他们似乎没有听过静电计。事实上对“静电计为什么能测量电势差”、“静电计不能用来测量直流电路的电势差”等问题,有些老师的认识也是模棱两可,说不清楚。为了澄清上述问题,本文对这两种仪器在结构和用途方面的差异作简要辩析。 一、验电器和静电计在结构上的差异 ①验电器:下图1所示为一常用的金箔验电器,它是是一种检测物体是否带电以及粗略 A 0X 0X 0X 0X B C D

估计带电量大小的最简单的仪器,最早由法国的让·安东尼·诺雷于1748年发明。它的主要结构:图中上部是一金属球(或者也有用金属板),它和金属杆相连接,金属杆穿过橡皮塞,其下端挂两片极薄的金属箔(或铝箔),为了避免气流的影响,金属棒和箔片封闭在一个玻璃瓶中,棒与瓶间有绝缘材料相隔。当带电体与金属小球接触时,箔片因带同性电荷相排斥而张开,根据两箔片张成角度的大小可估计物体带电量的大小。 ②静电计:上图2所示为一常用静电计。实验室常用的静电计是布劳恩静电计,它的结构是在一绝缘底座上装一金属圆筒作为外壳,外壳的前面装有透明玻璃,后面装有标有刻度的毛玻璃,顶端带有金属球的金属杆插入圆筒内,金属杆和圆筒间装有绝缘套筒,金属杆下部的水平轴上装有金属指针,可绕水平轴灵活转动.圆筒的底部有接线柱,可用以接地或与其它导体相连。这样,静电计的金属外壳与内部的金属杆及金属指针构成了一个特殊的电容器。 二、工作原理及用途上的差异 1.验电器原理及其用途 (1)验电器的原理:检验时,把物体与金属球(金属板)接触,如果物体带电,就有一部分电荷传到两片金属箔上,金属箔由于带了同种电荷,彼此排斥而张开,所带的电荷越多,张开的角度越大;如果物体不带电,则金属箔不动。当已知物体带电时,若要识别它所带电荷的种类,只要先把这带电体与金属球接触一下,使金属箔张开。然后,再用已知的带足够多正电的物体接触验电器的金属球,如果金属箔张开的角度更大,则表示该带电体的电荷为正的;反之,如果金属箔张开的角度减小,或先闭合而后张开,则表示带电体的电荷是负的。以上事实意味着,带电体再增加同种电荷时,电荷的量值增大;带电体再增加异种电荷时,电荷的量值减小。因此,人们通常将正、负电荷分别表示为正值和负值。例如。将带有等量异种电荷的物体相接触,它们所带正、负电荷之代数和为零,表现为对外的电效应相互抵消,宛如不带电一样。这时,它们呈电中性。这种现象叫做放电或电中和。 (2)验电器的主要用途:检验物体是否带电,比较带电的种类以及所带电荷量的多少等。 2.静电计原理及其用途 (1)静电计的原理是:从上面的构造分析,我们知道静电计本身其实就是一个电容器。金属球、金属杆、指针相当于电容器的一个电极,金属外壳也相当于一个电极,它们之间是绝缘的。其电容的大小由金属壳的几何尺寸的大小和金属杆及指针的长短、位置所决

验电器、静电计、电压表的区别

浅谈验电器、静电计和电压表 一、验电器 1、验电器的构造 验电器的球形金属外壳与带有金属小球的金属杆是绝缘的,金属杆的下端有很薄的金属箔片. 2、工作原理:同种电荷相互排斥 电荷量越大、排斥力越大、张角越大 3、验电器的主要用途:检验物体是否带电,比较带电的种类以及所带电荷量的多少等。 二、静电计 1、静电计的构造 静电计是测量电势差的仪器,是验电器的基础上改造而成的.静电计也是主要由相互绝缘的两部分构造而成.除金属外壳外,中间的金属杆下端有一个可转动的指针,指针转动的角度可由固定在外壳上的表盘读出.如图所示 2、工作原理 静电计的设计原理 静电计相当于一个电容很小的电容器, 金属球、金属杆、指针相当于电容器的一个电极,金属外壳相当于另一个电极,它们之间是绝缘的。其电容的大小由金属壳的几何尺寸的大小和金属杆及指针的长短、位置所决定. 工作原理分析如下:将一个已充电,电量为Q的平行板电容器与静电计相连,此时指针和金属杆带正电,外壳内表面将出现负的感应电荷,从而金属杆与外壳间形成电场,指针表面的电荷荷受到电场力的作用,或者说受到来自杆上的同种电荷排斥力及金属盒内的异种电荷的吸引力, C,由指针就要偏转,如果带电量越多,场强越强,则指针的偏角也越大。设静电计的电容为'

''' U Q C =可知:'' 'C Q U =,当'C 不变时,静电计两极间的电势差与其带电量成正比,即'Q 增大,静电计两极板间的电势差也增大,而平行板电容器两板间的电势差与静电计两板间的电势差相等,所以静电计指针偏角的大小就表示了平行板电容器两板间电势差的大小 验电器与静电计的设计原理是相同的,即同种电荷相斥,异种电荷相吸 3、应用:1、定性测量两导体的电势差(或者定性测量某导体的电势)2、可以测量直流电路中的电势差。 4、说明: A 静电计的特点 1、电容小—结构决定 2、电容器两板间电压与静电计两板间电压相等:因电容器的金属电极与静电计的电极之间 电势不相等就会有电势差,电荷就会移动,所以电容器两板间电压与静电计两板间电压相等 3、被测电容器电容可认为电量不变: 因静电计的电容很小, 转移到静电计上的电量很少,可忽略,所以被测电容器两极间的电量近似认为保持不变。 4、静电计的电容值不变:因为静电计指针的偏转角变化对静电计的影响很小,所以指针转动过程中可近似认为静电计的电容值不变 B 既然静电计本身也是一个电容器,那么把静电计并联在直流电路中电势差不为零的两点时,静电计就会被充电,其指针就应该偏转。但实际上在一般直流电路中,由于电压较小,使静电计所带电荷量很小,指针的偏转角度几乎觉察不出来。 静电计上的刻度一般是以静伏(静电系单位)为单位的,而1静伏=300V 。故一般的 直流电压不能使静电计指针有明显偏转。如果把静电计接在具有几百、几千甚至几万伏电压的直流电路中,静电计指针就会有明显偏转,也就可以用静电计来测量某两点间的电压。例如把静电计接在感应圈的副线圈上,指针偏转角度会忽大忽小,说明感应圈输出的是不稳定的脉动电压。 三、电压表 1、电压表的构造 电压表是测量电压的一种仪器,常用电压表—伏特表符号:V , 构造:一a 、铁芯、线圈和指针是一个整体;b 、蹄形磁铁内置软铁是为了(和铁芯一起)造就辐向磁场;c 、观察——铁芯转动时螺旋弹簧会形变。

验电器与静电计

验电器和静电计的区别 一、构造上的差异 最常用的金箔验电器,它是检验物体是否带电的最简单的仪器,在玻璃瓶口处有一橡胶塞,塞中插一根金属杆,杆的上端有一金属球,下端悬挂一对金箔(或铝箔)。当带电体与金属小球接触时,箔片因带同性电荷相排斥而张开。为了避免气流的影响,金属棒和箔片封闭在一个玻璃瓶中,棒与瓶间有绝缘材料相隔。 而静电计是用静电方法测量电势差的仪器。实验室常用的静电计是布劳恩静电计,它的结构是在一绝缘底座上装一鼓形铁壳,铁壳的前面装有透明玻璃,后面装有标有刻度的毛玻璃,在金属壳中绝缘地安装一根金属杆,杆的上端为金属小球,金属杆下部的水平轴上装有金属指针,可绕水平轴灵活转动。圆筒的底部有接线柱,可用来接地或与其他导体相连。这样,静电计的金属外壳与内部的金属杆及金属指针构成了一个特殊的电容器。 二、工作原理及用途上的差异 1.验电器原理及其用途 验电器的原理:当验电器指示系统带电后,由于同种电荷的排斥力使指示器发生偏转,它是从力的角度来反映导体带电的情况。当指示系统具有一定的偏转角时,其重力矩与静电力矩平衡。 验电器的主要用途:检验物体是否带电,比较带电的种类以及所带电荷量的多少等。 2.静电计原理及其用途 静电计的原理是:从上面的构造分析,我们知道静电计本身其实就是一个电容器。金属球、金属杆、指针相当于电容器的一个电极,金属外壳也相当于一个电极,它们之间是绝缘的。其电容的大小由金属壳的几何尺寸的大小和金属杆及指针的长短、位置所决定。因为指针的偏转角变化对静电计的电容的影响很小,故在指针转动过程中可近似认为静电计的电容值不变。 现将一个已充电电量为Q的平板电容器与静电计相连,此时指针和金属杆带正电,外壳的内表面将出现负的感应电荷,从而在金属杆与外壳间形成电场,指针表面的电荷受到电场力的作用,或者说受到来自杆上同种电荷的排斥力及金属盒内壁的异种电荷的吸引力,使得指针偏转,带电量越多,场强越强,则指针的偏角也越大。 根据,可知当静电计电容保持不变时,静电计两极间的电势差U与其带电量Q成正比,U越大,Q越大,指针所受电场力越大,指针张角因此就越大。由此可见,指针张角大小能定性地反映静电计两极间的电势差的大小。

“静电计”能够测量电势差的原理解释

“静电计”能够测量电势差的原理解释 物理教材中提到静电计是在验电器的基础上制成的,用来测量电势差。把它的金属球跟一个导体连接,把它的金属外壳跟另一个导体连接(或同时接地),从指针的偏转角度就可以测出两个导体间的电势差。对于其中的原理书中没有过多的解释,现结合验电器的原理作以下探讨。 验电器的是根据同种电荷相互排斥的原理制成的,让验电器的金属小球带上点,通过金属杆与金属小球相连的两个金属箔片也会带上同种电荷。同种电荷互相排斥,金属箔片就会张开一定的角度。带电小球带的电量越多,金属箔片带的电量也越多,排斥力就越大,张角也就越大。静电计根据验电器的原理,加以改造,可根据张角的大小来判断电压的大小。如右图所示,验电器与静电计在结构上基本相同,与验电器相比,静电计上的两个金属箔其中一个固定(如右图中粗线所示),另一个可以自由张开(作为测电压大小的指针),在加上刻度盘,就成了静电计。与验电器张角大小的原理一致,静电计张角的大小反映的是“金属箔”带电的多少,即张角的大小由“金属箔”带电的多少决定。但静电计又如何反映出电压的大小,可结合验电器从静电感应的角度作出解释: 验电器的金属箔带电,可能是验电器本身的金属小球带电,然后传给金属箔,使其有一定的张角。若验电器本身带的电越多,则张角越大。另外如发生静电感应,也可使金属箔张角发生变化。如右图,如让一带正电小球靠近验电器的金属小球,由于静电感应,验电器的金属小球就会带上负电荷,而金属箔带上正电荷,验电器也会张开一角度。若带电小球离验电器的金属小球越近,则静电感应越强,验电器的金属小球带的负电荷与金属箔带的正电荷都会增加,金属箔的张角也就越大。 电容器的两个极板也存在着静电感应,如果两极板的距离增大,两极板的静电感应势必减弱,这样电容器B板右侧所带的正电量+Q会减少+△Q,减少的部分电量+△Q传给大地,

验电器与静电器的区别

一、构造上的差异 最常用的金箔验电器,它是检验物体是否带电的最简单的仪器,在玻璃瓶口处有一橡胶塞,塞中插一根金属杆,杆的上端有一金属球,下端悬挂一对金箔(或铝箔)。当带电体与金属小球接触时,箔片因带同性电荷相排斥而张开。为了避免气流的影响,金属棒和箔片封闭在一个玻璃瓶中,棒与瓶间有绝缘材料相隔。 而静电计是用静电方法测量电势差的仪器。实验室常用的静电计是布劳恩静电计,它的结构是在一绝缘底座上装一鼓形铁壳,铁壳的前面装有透明玻璃,后面装有标有刻度的毛玻璃,在金属壳中绝缘地安装一根金属杆,杆的上端为金属小球,金属杆下部的水平轴上装有金属指针,可绕水平轴灵活转动。圆筒的底部有接线柱,可用来接地或与其他导体相连。这样,静电计的金属外壳与内部的金属杆及金属指针构成了一个特殊的电容器。 二、工作原理及用途上的差异 1.验电器原理及其用途 验电器的原理:当验电器指示系统带电后,由于同种电荷的排斥力使指示器发生偏转,它是从力的角度来反映导体带电的情况。当指示系统具有一定的偏转角时,其重力矩与静电力矩平衡。 验电器的主要用途:检验物体是否带电,比较带电的种类以及所带电荷量的多少等。 2.静电计原理及其用途 静电计的原理是:从上面的构造分析,我们知道静电计本身其实就是一个电容器。金属球、金属杆、指针相当于电容器的一个电极,金属外壳也相当于一个电极,它们之间是绝缘的。其电容的大小由金属壳的几何尺寸的大小和金属杆及指针的长短、位置所决定。因为指针的偏转角变化对静电计的电容的影响很小,故在指针转动过程中可近似认为静电计的电容值不变。 现将一个已充电电量为Q的平板电容器与静电计相连,此时指针和金属杆带正电,外壳的内表面将出现负的感应电荷,从而在金属杆与外壳间形成电场,指针表面的电荷受到电场力的作用,或者说受到来自杆上同种电荷的排斥力及金属盒内壁的异种电荷的吸引力,使得指针偏转,带电量越多,场强越强,则指针的偏角也越大。 根据,可知当静电计电容保持不变时,静电计两极间的电势差U与其带电量Q成正比,U越大,Q越大,指针所受电场力越大,指针张角因此就越大。由此可见,指针张角大小能定性地反映静电计两极间的电势差的大小。 由于静电计的特殊结构,使得它又具备验电器不能替代的某些作用。它不但可以定性测量两导体的电势差(这点上面已有,故不重述),还可以定性测量某导体的电势,甚至还可以测量直流电路中的电势差。既然静电计本身也是一个电容器,那么把静电计并联在直流电路中电势差不为零的两点时,静电计就会被充电,其指针就应该偏转。但实际上在一般直流电路中,由于电压较小,使静电计所带电荷量很小,指针的偏转角度几乎觉察不出来。静电计上的刻度一般是以静伏(静电系单位)为单位的,而1静伏=300V。故一般的直流电压不能使静电计指针有明显偏转。如果把静电计接在具有几百、几千甚至几万伏电压的直流电路中,静电计指针就会有明显偏转,也就可以用静电计来测量某两点间的电压。例如把静电计接在感应圈的副线圈上,指针偏转角度会忽大忽小,说明感应圈输出的是不稳定的脉动电压。 由上可知,验电器与静电计从原理和用途上看都不能说是一回事,它们只是在结构上相似而已。

上海高中物理——浅谈验电器与静电计的差异

https://www.360docs.net/doc/5916500484.html,/jy-s356/ 高中数理化 上海高中物理——浅谈验电器与静电计的差异 验电器和静电计是研究静电场特性的两种重要实验仪器,但对这两种仪器在结构和作用方面的异同,多数学生并不清楚,甚至存在一些误解。例如认为“只要把验电器的金属箔换成金属指针就变成静电计”,对“静电计为什么能测量电势差”、“静电计不能用来测量直流电路的电势差”等问题,有些老师的认识也是模棱两可,说不清楚。为此,本文对这两种仪器的结构和用途等方面的差异作些必要的辨析。 一、构造上的差异请家教老师,做家教兼职,到朗朗家教网(按住ctrl并单击鼠标) 最常用的金箔验电器,它是检验物体是否带电的最简单的仪器,构造如图1a所示。在玻璃瓶口处有一橡胶塞,塞中插一根金属杆,杆的上端有一金属球,下端悬挂一对金箔(或铝箔)。当带电体与金属小球接触时,箔片因带同性电荷相排斥而张开。为了避免气流的影响,金属棒和箔片封闭在一个玻璃瓶中,棒与瓶间有绝缘材料相隔。高中物理课本上介绍的验电器如图1b,是历史上第一个验电器,是英国的W·吉伯在实验过程中制作的,也是金箔验电器,结构基本上相同。 而静电计是用静电方法测量电势差的仪器。实验室常用的静电计是布劳恩静电计,如图1c所示。它的结构是在一绝缘底座上装一鼓形铁壳,铁壳的前面装有透明玻璃,后面装有标有刻度的毛玻璃,在金属壳中绝缘地安装一根金属杆,杆的上端为金属小球,金属杆下部的水平轴上装有金属指针,可绕水平轴灵活转动。圆筒的底部有接线柱,可用来接地或与其他导体相连。这样,静电计的金属外壳与内部的金属杆及金属指针构成了一个特殊的电容器。 二、工作原理及用途上的差异 1.验电器原理及其用途 验电器的原理:当验电器指示系统带电后,由于同种电荷的排斥力使指示器发生偏转,它是从力的角度来反映导体带电的情况。当指示系统具有一定的偏转角时,其重力矩与静电力矩平衡。 验电器的主要用途:检验物体是否带电,比较带电的种类以及所带电荷量的多少等。 (2)静电计原理及其用途

静电实验教学大全

静电实验 一、摩擦起电 1、摩擦起电原理 不同物质的原子核束缚电子的本领不同。当两个物体互相摩擦时,束缚电子的本领弱的物体,容易失去电子,跟它相摩擦的物体得到电子,物体失去电子带正电,得到电子带负电。 2、摩擦起电条件 (1)相互摩擦的物体是由不同的物质组成的。同种物质的原子核对核外电子的束缚能力是相同的,不会出现电子的得失,因此不可能起电。(2)摩擦起电的两个物体要与外界绝缘。如果用手拿着金属棒去摩擦别的物体,金属棒是不会带电的,这是因为金属、人体、大地都是导体,摩擦过的金属棒上带的电通过人体传给大地,因此金属棒不会带电。△常见物质束缚电子本领由弱到强的次序:毛皮<玻璃<云母<羊毛<尼龙<丝绸<硬橡胶<金属<松香<硫。 3、为什么带电体能吸引轻小物体 这是因为当带电体靠近轻小物体时,轻小物体由于静电感应也带了电(与带电体相反的电荷),所以带电体能吸引轻小物体. 4、为什么摩擦起电的笔杆吸起了碎纸屑以后,碎纸屑马上又掉了

这是因为当碎纸屑被带电的笔杆吸引后,它就带了与笔杆相同的电荷(这是一种接触起电现象),由于同种电荷相互排斥,所以碎纸屑马上又掉了。 5、为什么冬天梳头发时头发会变直,也就是说,为什么头发遇静电后会变 直 带电体靠近不带电体时,不带电体靠近带电体一侧会感应带上异种电荷,从而与带电体相吸。梳头时,头发因摩擦而带上同种电荷从而相互排斥。 6、金属棒与有机玻璃棒摩擦起电 理论上,任何两个不同物质的物体相互摩擦,都要发生电荷(电子)的转移,在绝缘好的情况下,无论是绝缘体还是导体,都能表现出带电现象。 取一把长约20厘米、塑料把的螺丝起子与有机玻璃棒摩擦。 7、金属棒之间摩擦能起电吗 不会,因为金属是良导体,就算你摩擦出电荷,这些电荷也会很快转移,并且马上发生中和反应,所以是不会起电的。 二、静电计与验电器

静电计的工作原理及使用全解

静电计的工作原理及使用 静电计又叫电势差计或指针验电器,它是中学静电实验中常用的半定量测量仪器。如图1所示,包括小球a、指针bc的中心杆A 用绝缘塞D固定在有前后玻璃窗的圆形金属外壳B上;B 的侧下方有一个接线柱;整个装置固定在一个绝缘支架 上。 当A带电时,电荷主要分布在a、b、c和d四个尖端部位,其中c和d 两部分所带电荷以斥力相作用,指针受到一个使它张开的电力矩L1的作用。由于指针的重心略在旋转轴O点之下,当L1使指针张开后,指针的重力便产生一个使指针复位的重力矩L2。随着指针的偏转,L1渐小(因为c与d的距离增加,库仑力变小,力臂也变小)而L2渐大(因为重力力臂增加)。当L1与L2相等时,指针停在某一位置(是稳定平衡),指针的张角为α° 当A所带电量q较大时,c和d所带电量也较大,L1就大,所以α也就大。由于q决定α,所以α的大小能表示q的大小。这就是静电计可以当作验电器使用的道理。 由于静电感应,当A带电后, B的内层一定带上与A异号的电荷。若B不接地,则B的外表面带上与A同号的电荷。若B接地,则B的外表面不带电。由于静电计结构的对称性,可以祖略地认为B上的电荷对

指针的作用力不产生使指针转动的力矩,指针的张角主要由c和d所带电量决定。 一、静电计的第一类用途:作验电器用。 由于B的屏蔽作用,使A的下部较少受外界电场的影响。而A的上端a露在B之外,所以,外电场能由A的上端施加感应。当带电体移近不带电的静电计时,由于静电感应,A的上部a处出现与带电体异号的电荷,而A的下端c和d处出现与a等量的、与带电体同号的电荷。于是指针就张开了。带电体所带电量越多、移得越近,则张角越大。当带电体移去时,指针又回到原位。我们可以用这种感应法检验物体是否带电、带电多少及演示静电感应现象。 某物体与不带电的静电计的a处接触后移去,若此时静电计指针张开,说明静电计因与该物体接触而带电,从而可以判定这个物体是带电体。若物体与不带电静电计的a处接触后移去,静电计指针仍闭合,则证明该物体与a接触的部位不带电。指针是否张开及张开角度大小 能用来判定物体与a接触部位是否带电及带电多少。这种接触 法不能对物体未接触部位的带电情况作出判断,更不能用来测 量整个物体所带的电量,有很大局限性。 为测量电量,应把静电计a处的小金属球换成一个法拉第圆筒(上端有开口的薄壁金属容器)。把欲测其带电量的物体放入法拉第圆筒(如图2)。设此物体带电量为q1。若该物体是导体,则它所带的电荷在与筒

静电计的工作原理及使用

静电计的工作原理及使用-标准化文件发布号:(9556-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII

静电计的工作原理及使用 静电计又叫电势差计或指针验电器,它是中学静电实验中常用的半定量测量仪器。如图1所示,包括小球a、指针bc的中心 杆A用绝缘塞D固定在有前后玻璃窗的圆形金属外壳B 上;B的侧下方有一个接线柱;整个装置固定在一个绝 缘支架上。 当A带电时,电荷主要分布在a、b、c和d四个尖端部位,其中c和d两部分所带电荷以斥力相作用,指针受到一个使它张开的电力矩L1的作用。由于指针的重心略在旋转轴O点之下,当L1使指针张开后,指针的重力便产生一个使指针复位的重力矩L2。随着指针的偏转,L1渐小(因为c与d的距离增加,库仑力变小,力臂也变小)而L2渐大(因为重力力臂增加)。当L1与L2相等时,指针停在某一位置(是稳定平衡),指针的张角为α° 当A所带电量q较大时,c和d所带电量也较大,L1就大,所以α也就大。由于q决定α,所以α的大小能表示q的大小。这就是静电计可以当作验电器使用的道理。 由于静电感应,当A带电后, B的内层一定带上与A异号的电荷。若B不接地,则B的外表面带上与A同号的电荷。若B接地,则B的外表面不带电。由于静电计结构的对称性,可以祖略地认为B上的电荷

对指针的作用力不产生使指针转动的力矩,指针的张角主要由c和d 所带电量决定。 一、静电计的第一类用途:作验电器用。 由于B的屏蔽作用,使A的下部较少受外界电场的影响。而A的上端a露在B之外,所以,外电场能由A的上端施加感应。当带电体移近不带电的静电计时,由于静电感应,A的上部a处出现与带电体异号的电荷,而A的下端c和d处出现与a等量的、与带电体同号的电荷。于是指针就张开了。带电体所带电量越多、移得越近,则张角越大。当带电体移去时,指针又回到原位。我们可以用这种感应法检验物体是否带电、带电多少及演示静电感应现象。 某物体与不带电的静电计的a处接触后移去,若此时静电计指针张开,说明静电计因与该物体接触而带电,从而可以判定这个物体是带电体。若物体与不带电静电计的a处接触后移去,静电计指针仍闭合,则证明该物体与a接触的部位不带电。指针是否张开及 张开角度大小能用来判定物体与a接触部位是否带电及带电 多少。这种接触法不能对物体未接触部位的带电情况作出判 断,更不能用来测量整个物体所带的电量,有很大局限性。 为测量电量,应把静电计a处的小金属球换成一个法拉第圆筒(上端有开口的薄壁金属容器)。把欲测其带电量的物体放入法拉第圆筒(如图2)。设此物体带电量为q1。若该物体是导体,则它所带的电

高中物理论文:浅谈验电器与静电计的差异

浅谈验电器与静电计的差异 验电器和静电计是研究静电场特性的两种重要实验仪器,但对这两种仪器在结构和作用方面的异同,多数学生并不清楚,甚至存在一些误解。例如认为“只要把验电器的金属箔换成金属指针就变成静电计”,对“静电计为什么能测量电势差”、“静电计不能用来测量直流电路的电势差”等问题,有些老师的认识也是模棱两可,说不清楚。为此,本文对这两种仪器的结构和用途等方面的差异作些必要的辨析。 一、构造上的差异 最常用的金箔验电器,它是检验物体是否带电的最简单的仪器,构造如图1a所示。在玻璃瓶口处有一橡胶塞,塞中插一根金属杆,杆的上端有一金属球,下端悬挂一对金箔(或铝箔)。当带电体与金属小球接触时,箔片因带同性电荷相排斥而张开。为了避免气流的影响,金属棒和箔片封闭在一个玻璃瓶中,棒与瓶间有绝缘材料相隔。高中物理课本上介绍的验电器如图1b,是历史上第一个验电器,是英国的W·吉伯在实验过程中制作的,也是金箔验电器,结构基本上相同。 而静电计是用静电方法测量电势差的仪器。实验室常用的静电计是布劳恩静电计,如图1c所示。它的结构是在一绝缘底座上装一鼓形铁壳,铁壳的前面装有透明玻璃,后面装有标有刻度的毛玻璃,在金属壳中绝缘地安装一根金属杆,杆的上端为金属小球,金属杆下部的水平轴上装有金属指针,可绕水平轴灵活转动。圆筒的底部有接线柱,可用来接地或与其他导体相连。这样,静电计的金属外壳与内部的金属杆及金属指针构成了一个特殊的电容器。 二、工作原理及用途上的差异 1.验电器原理及其用途 验电器的原理:当验电器指示系统带电后,由于同种电荷的排斥力使指示器发生偏转,它是从力的角度来反映导体带电的情况。当指示系统具有一定的偏转角时,其重力矩与静电力矩平衡。 验电器的主要用途:检验物体是否带电,比较带电的种类以及所带电荷量的多少等。 (2)静电计原理及其用途

静电计与电压表浅析

静电计与电压表浅析 曾超 一、例析“静电计”与“电压表”在电路中的差异 “静电计”与“电压表”尽管构造原理及在电路中的作用差异很大,但是由于都可以用来测电路中的电压,学生往往对它们混淆不清,从而在解题中出现了各种各样的错误,尤其是“静电计”与“电压表”在同一电路中同时出现时,学生更是无所适从。为此,笔者撰写本文,例析一下二者间的差异,还“静电计”与“电压表”一个本来面目。静电计和电压表都是测量电势差的仪器,它们可以相互代换使用吗? 静电计的构造如图1,当金属杆和金属壳间有电势差时,杆与壳间便形成一电场,与杆活动的连接着的金属指针在电场力作用下发生偏转,从而显示出这个电势差.这个过程并没有电流通过静电计,因而杆与壳间的电势差不会因有电流通过而变化.中学实验室中的静电计多用于静电实验,静电可产生很高的电压,如几千伏甚至几万伏,所以静电计的量程设计的很高,用摩擦带电的玻璃棒或橡胶棒接触它的金属杆,指针会明显偏转,但用它测低电压如几伏或几百伏,指针几乎不动.用静电计测交流电,即便是高压 交流电,由于杆与壳间电场方向变化的频率远远高于指针系统的机械固有频率,指针也是不会偏转的.总之,静电计能测高电压,不能测低电压,能测直流不能测交流.高中物理教材(人教版)在研究影响平行板电容器电容大小的因素时用到了静电计,而课本对静电计的知识介绍得 又很少,为了能使学生学好这部分内容,我认为有必要对学生讲清以下几个问题: 一、静电计的结构 一般中学实验室常用的都是布劳恩静电计(如图1所示)。它的结构是在一绝缘底座上装一鼓形的金属壳,壳前面是透明玻璃,后面装有带刻度的毛玻璃,在金属壳中安装一金属杆,杆与金属壳绝缘,上端为金属球,下部的水平轴上装有金属指针(可以绕水平轴灵活转动)。 二、静电计的工作原理 一个静电计的电容大小由金属壳、金属杆及指针的几何尺寸和它们的相对位置决定。因指针的转动对静电计电容的影响很小,以至于可忽略不计,因此,一个静电计一旦做好,就可以认为其电容的大小是不变的。当这个电容器两个极板带上等量异种电荷后,指针上的电荷将受到金属杆上的与它同种的电荷及金属壳上与它异种的电荷的电场力而使指针偏转,这个电容器带电越多,指针偏转角度就越大。根据C=,可知U=。对静电计来说,带的电荷越多,两极间电势差越大,指针偏转角度就越大,可见,静电计指针的偏转角度能反映静电计两极间的电势差大小。 二、 磁电式电流表,以及由它改装成的电压表和欧姆表,在电磁测量中用得最为广泛。磁电式电流表的构造如图6-4所示。它由三大部分组成。 (1)磁场部分 在马蹄形永久磁铁的两极,连接一对极掌,两极掌之间形成一个筒形孔腔,在腔的中央固定着一个圆柱形铁芯,于是极掌和铁芯之间的空隙就存在着如图6-5所示的辐射状磁场。因为极掌与铁芯间的空隙很狭窄,所以可近似认为其间的磁场分布均匀,磁感线沿着铁芯的径向呈辐射状。

验电器与静电计的区别

验电器与静电计的区别 在高中物理电场中,有两个形状很相似的实验仪器验电器和静电计,验电器的作用是检验带电体是否带电,而静电计的作用是测量电势差,这让许多学生产生了疑惑,这两个看似相同的实验仪器怎么会在工作时有如此大的区别,它们的工作原理又是什么?带着这样的疑问我们一起来认识它们。 一、验电器 它的工作原理我们比较好理解。当带电体用导线与验电器联结时,金属杆便成为带电导体、金属杆、金属箔本身所组成的整体的一部分。达到静电平衡时,金属杆和金箔将从带电体上分得同种电荷。根据同种电荷相斥原理,金属箔将张开一定的夹角,而且金属箔上的带电越多,张开的角度就越大。 二、静电计 当静电计的金属杆同带电体相连时,金属杆和金箔与导体成等势体,即具有相同的电势。同时使金箔上带上了同种电荷,金箔的张角本是由它上面的带电量多少来决定,金箔上的带电量多,则张角就大。但对与静电计来说,金属瓶常接地,电势为零,当金属杆和金箔带电后,由于静电感应使金属瓶的内表面带上与金属杆及金箔几乎等量的异号电荷。因此金属杆和金属瓶左右内壁组成了两个特殊的电容器,它们具有一定的电容,并处于并联的关系。当静电计带电后,相当于电容器充了电,静电计内就会形成电场,如果我们把这电场看成是匀强电场,场强由此,我们可以知道在认为静电计中的电场为匀强电场的前提下,静电计金箔的张角与电势差的关系并不成正比,因此我们只能说,电势差越大张角也越大。 三、验电器与静电计的区别及联系 1.从结构上看:验电器主要由金属球、金属杆和金箔三部分组成,它们成为了一个孤立导体,与外界没有接触。而静电计的主要部分是有金属球、金属杆、金箔和金属外壳构成,金属球、金属杆和金箔连接成了一体,金属外壳与地球又连接成了一体,而这两体就组成了一个电容器,在金属壳内会产生分布不均匀的电场。 2.从原理上看:验电器的工作原理是由于金属杆和金箔中带有同种电荷,由于同种电荷相互排斥,因此是电荷之间的库仑力使金箔张开。而验电器工作时,由于在金属杆和金属外壳上形成了异种电荷,金属外壳内就形成了电场,而金箔中的电荷正是由于受到了电场力的作用,才使金箔张角发生了变化。 3.从功能上看:验电器主要功能是检验导体是否带电,一般情况下,验电器不能 测量带电导体的电量多少,更不能测量电势差;而静电计的功能主要是测量电势差,当然也可以用作验电器,来检验接触导体是否带电。 验电器和静电计是研究静电场特性的两种重要实验仪器,但对于这两种仪器在结构和作用方面的异同,多数学生并不十分清楚,甚至存在一些误解。例如认为“只要把验电器的金属箔换成金属指针就变成了静电计”,验电器可以用来检验和比较不同带电体所带电量的多少”,“静电计不能用来测量直流电路中的电势差”等。对于这些似是而非的认识,有的老师的认识也是模棱两可,说不清楚。为了澄清上述问题,本文对这两种仪器在结构和作用方面的差异作简要辩析。

静电计的工作原理

教材上说得比较简单,学生在理解"根据指针所指刻度,可以电容器两极板间的电势差"不易弄清,现分析如下: 将静电计的金属球和金属外壳分别与被测量的导体用导线连接,例如分别与平行板电容器的正负极板相连.当电荷停止移动后,静电计的金属杆与外壳之间的电势差,跟平行板电容器两极板间的电势差相等.由于静电计也是一个电容器,其指针所带电荷量跟指针和外壳间的电势差成正比,电势差越大,指针带电荷量越多,张开的角度也越大,所以根据指针所指刻度,可以定量地知道指针与外壳问的电势差,也就知道了平行板电容器两极板间的电势差.由于静电计的电容量很小,所获得的电荷量与平行板电容器原来所带电荷量相比较可以忽略不计,故可认为测量前后平行板电容器所带电荷量基本不变,两板电势差也基本不变. 静电计与验电器 验电器和静电计是研究静电场特性的两种重要实验仪器,但对这两种仪器在结构和作用方面的异同,多数学生并不清楚,甚至存在一些误解。例如认为“只要把验电器的金属箔换成金属指针就变成静电计”,对“静电计为什么能测量电势差”、“静电计不能用来测量直流电路的电势差”等问题,有些老师的认识也是模棱两可,说不清楚。为此,本文对这两种仪器的结构和用途等方面的差异作些必要的辨析。 一、构造上的差异 最常用的金箔验电器,它是检验物体是否带电的最简单的仪器,构造如图1a所示。在玻璃瓶口处有一橡胶塞,塞中插一根金属杆,杆的上端有一金属球,下端悬挂一对金箔(或铝箔)。当带电体与金属小球接触时,箔片因带同性电荷相排斥而张开。为了避免气流的影响,金属棒和箔片封闭在一个玻璃瓶中,棒与瓶间有绝缘材料相隔。高中物理课本上介绍的验电器如图1b,是历史上第一个验电器,是英国的W·吉伯在实验过程中制作的,也是金箔验电器,结构基本上相同。 而静电计是用静电方法测量电势差的仪器。实验室常用的静电计是布劳恩静电计,如图1c所示。它的结构是在一绝缘底座上装一鼓形铁壳,铁壳的前面装有透明玻璃,后面装有标有刻度的毛玻璃,在金属壳中绝缘地安装一根金属杆,杆的上端为金属小球,金属杆下部的水平轴上装有金属指针,可绕水平轴灵活转动。圆筒的底部有接线柱,可用来接地或与其他导体相连。这样,静电计的金属外壳与内部的金属杆及 金属指针构成了一个特殊的电容器。 二、工作原理及用途上的差异 1.验电器原理及其用途

验电器-静电计-电压表的作用及应用---重点

验电器、静电计、电压表的作用及应用 --定量测量两导体的电势差. 将静电计的金属球和金属外壳分别与被测量的导体用导线连接,例如分别与平等板电容器的正负极板相连,当电荷停止移动后静电计的金属杆与外壳之间的电势差跟平行板电容器两极板间的电势差相等,由于静电计也是一个电容器其指针所带电量跟指针和外壳间的电势差成正比,电势差越大,指针带电量越多,张开的角度越大,所以根据指针所指刻度,可以定量地知道指针与外壳间的电势差,也就知道平等板电容器两极板间的电势差,由于静电计的电容量很小,所获得的电量与平行板电容器原来所带电量相比较可以忽略不计,故可认为测量前后平行板电容器所带电量基本不变,两极电势差也基本不变. 验电器、静电计、电压表在物理实验研究中的重要作用近年来的高考中很注重关于课堂上演示实验的考查.这方面又以电学实验为多,其中最常用的有:验电器、静电计和电压表,它们之间既有区别又有联系,对它们的专题复习既能巩固静电感应和静电平衡等基本概念和规律,又能培养联系实际、分析问题的能力.下面我们从七个方面,进行分析研究. 1、验电器金属箔的张角与哪些因素有关 【实验1】取两个完全相同的带有绝缘柄的金属小球A和B,相互接触后,用起电机给它们带电,这样A、B就带有等量同种电荷了,先使A与验电器金属球接触可观察到金属箔张开一角度,如图1所示,再把B球与验电器金属外壳(与地绝缘)接触,可观察到金属箔立即下垂并闭合,如图2所示,如果使A,B带等量异种电荷,即把A、B两金属小球分别与起电机上的两个金属小球接触带电,且A,B同时离开起电机,就可使A、B带等量异种电荷,重做上述实验,金属箔不仅不下垂,反而张角变大,如图3所示. 上述实验现象说明,验电器中金属箔是否张开,以及张角大小,除了与金属箔是否带电及带电多少有关外,还与金属杆与外壳之间电势差的大小有关,电势差越大,张角越大,电势差越小张角越小. 2、验电器的主要作用 (1)检验导体是否带电,将被检验导体与验电器的金属球直接接触或用导线将二者

静电计工作原理

将静电计的金属球和金属外壳分别与被测量的导体用导线连接,例如分别与平行板电容器的正负极板相连.当电荷停止移动后,静电计的金属杆与外壳之间的电势差,跟平行板电容器两极板间的电势差相等.由于静电计也是一个电容器,其指针所带电荷量跟指针和外壳间的电势差成正比,电势差越大,指针带电荷量越多,张开的角度也越大,所以根据指针所指刻度,可以定量地知道指针与外壳问的电势差,也就知道了平行板电容器两极板间的电势差.由于静电计的电容量很小,所获得的电荷量与平行板电容器原来所带电荷量相比较可以忽略不计,故可认为测量前后平行板电容器所带电荷量基本不变,两板电势差也基本不变. 静电计与验电器 验电器和静电计是研究静电场特性的两种重要实验仪器,但对这两种仪器在结构和作用方面的异同,多数学生并不清楚,甚至存在一些误解。例如认为“只要把验电器的金属箔换成金属指针就变成静电计”,对“静电计为什么能测量电势差”、“静电计不能用来测量直流电路的电势差”等问题,有些老师的认识也是模棱两可,说不清楚。为此,本文对这两种仪器的结构和用途等方面的差异作些必要的辨析。 一、构造上的差异 最常用的金箔验电器,它是检验物体是否带电的最简单的仪器,构造如图1a所示。在玻璃瓶口处有一橡胶塞,塞中插一根金属杆,杆的上端有一金属球,下端悬挂一对金箔(或铝箔)。当带电体与金属小球接触时,箔片因带同性电荷相排斥而张开。为了避免气流的影响,金属棒和箔片封闭在一个玻璃瓶中,棒与瓶间有绝缘材料相隔。高中物理课本上介绍的验电器如图1b,是历史上第一个验电器,是英国的W·吉伯在实验过程中制作的,也是金箔验电器,结构基本上相同。 而静电计是用静电方法测量电势差的仪器。实验室常用的静电计是布劳恩静电计,如图1c所示。它的结构是在一绝缘底座上装一鼓形铁壳,铁壳的前面装有透明玻璃,后面装有标有刻度的毛玻璃,在金属壳中绝缘地安装一根金属杆,杆的上端为金属小球,金属杆下部的水平轴上装有金属指针,可绕水平轴灵活转动。圆筒的底部有接线柱,可用来接地或与其他导体相连。这样,静电计的金属外壳与内部的金属杆及 金属指针构成了一个特殊的电容器。 二、工作原理及用途上的差异 1.验电器原理及其用途 验电器的原理:当验电器指示系统带电后,由于同种电荷的排斥力使指示器发生偏转,它是从力的角度来反映导体带电的情况。当指示系统具有一定的偏转角时,其重力矩与静电力矩平衡。

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