浅析静电物理实验

赵媛媛

摘 要：高中物理教师应确保材料和仪器的绝缘，在多方面为静电物理实验的成功做到良好的准备。

关键词：高中物理教学；静电实验；环境条件；操作方法

高中物理在高中课程体系中占有重要的位置。长期以来老师讲实验、学生背实验的现象非常严重，因此做好实验教学尤其重要。高中静电物理实验常常让物理老师感到难以做好，经常在事先实验中能够成功，而到了课堂上实验的成败就不能够保证。究其原因，主要是因为影响静电物理实验的因素众多。这也导致了一些教师不敢尝试静电物理实验，下面就如何做好静电物理实验展开讨论。

一、静电实验应考虑绝缘问题

静电实验的特点在于“高电压，微负荷”，因此，在静电物理试验中很容易发生漏电的现象，一旦漏电就会直接影响到静电物理实验的成功性。因此，要在高中物理教学课堂中做好经典物理实验，首先应解决绝缘问题。在进行静电物理实验之前，教师应选择合适的材料，并对选择材料的绝缘性能进行检验。经典物理实验的特点为“高电压、微电荷”，因此要求选用的材料拥有很强的绝缘性能，一些绝缘体，例如，香蕉、玻璃等材料在空气潮湿或者表面不洁的情况下会丧失其原本的绝缘性能，甚至可能成为导体，因此，更应该加强在实验前对于所选材料的绝缘检验。较为简单的测试方法是用灵敏的验电器，将绝缘体的一端接触验电器的

导杆，根据指针的闭合和张开角度来确定材料的绝缘性能是否

良好。

通常，有机玻璃、保险薄膜等材料都是适合静电物理实验的材料，而有机玻璃更是在静电物理实验中被广泛使用。在静电物理试验中，采用有机玻璃能够很好地增强静电物理实验的实验效果，而有机玻璃棒以及泡沫所料摩擦起点的效果远远大于丝绸摩擦玻璃棒或者毛皮摩擦玻璃棒的效果。

此外，在进行静电物理实验之前，还应对静电仪器的绝缘性进行检验。如果在实验之前发现静电仪器的绝缘性能并不适合进行实验，那么高中物理教师应认真分析仪器性能差的原因。一般而言，静电仪器的绝缘性能较差通常是因为部件老化或表层有污水等原因，导致静电仪器中的绝缘材料性能受到影响。若因为材料本身性能较差或部件老化，则应对静电仪器中的绝缘材料及时进行更换，并选用容易加工的有机玻璃或石蜡等材料，也可以利用剔刮的方法将绝缘材料中的老化层进行清除，以提高静电仪器中绝缘材料的绝缘性能。若因为静电仪器中沾有杂质而因为静电仪器绝缘性能下降，则应采用吹风的方法进行除尘，当杂质并不容易清除时，则应采用清洗的方法，并在清洗之后及时吹干，如果实验所需的仪器上沾有水分，则应先擦干，随后用烘干或吹干的方式彻底清除水分。

二、环境条件

静电实验有其特殊的地方，不同于其他实验，环境条件直接影响着静电物理实验的成败与否。由于空气中存在等离子等带电粒子相互撞击与空气中因放电而产生的带点粒子与绝缘体上所带电荷的中和，所以在实验时，实验装置应远离高压电源，因为电源在放电时，造成电子飞向带电体，导致仪器漏电。与此同时，环境的温度或者湿度，也会导致绝缘性能降低，造成电荷的泄露。因此在春、夏湿度较大的教室内进行实验时，应加强室内通风，保证仪器干燥，这样才能有效保证实验的成功。

三、实验装置设计与操作方法

除了环境条件以及材料的选择，实验装置的设计对于静电实验的成败也非常重要，在设计静电装置时，在仪器位置、相互绝缘以及带电体连接等方面都有相当严格的要求，一般被测带电体应安置在绝缘支架上，带电体的连接采用螺旋形导线悬空链接，尽可能远离桌面以及验电器的外壳，导线之间也应避免相互触碰，此外，实验者也不应太靠近仪器。

如果实验对于电荷要求并不高，可以采用摩擦起电的方法来进行静电物理实验。摩擦起电应采用有机玻璃和泡沫塑料作为材料。在摩擦過程中，应尽量使各部分受力均匀，最后的抽棒则应稍微转动，但应注意的是，并不是摩擦的次数越多越好，只需两三次就可以将摩擦所带电荷传给带电物体。利用摩擦起电的方式产生电荷时，绝缘棒上所带的电荷并不属于自由电荷，因此应当使带电棒在物体上进行移动，尽可能保证其各个部分都能够与需要带电的物体进行接触，这样可以传递出更多的电荷。

如果静电实验所需的电荷较大，则应使用感应起电盘起电，并在进行操作时应尽量远离金属板，并避免对着仪器呼气，否则会导致漏电现象的产生。在使用仪器时，应先对绝缘材料轻擦几次，此外操作人员的手也应保持干燥，易出汗的人应带上塑料

手套。

在进行高中物理静电实验时，应认真对待绝缘材料以及绝缘仪器的绝缘性能，注意环境和仪器的操作方法，这样才能使高中静电物理实验的效果令人满意。

参考文献：

冀成岩.物理教学中“非常规”实验教学的认识与尝试[J].高中数理化，2008（12）.

|编辑 杨兆东