维氏起电机:演示起电现象,了解电荷产生原理及应用

日期: 2024-08-04 11:03:55|浏览: 619|编号: 59588

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假设Q1>Q2,由于S1'与S2'之间有电刷连接,自由电子会移动,使S1'带正电,S2'带负电,图37-2(b)。当圆盘再旋转45°时,S1、S2分别顺时针旋转到与电极连接的悬浮电刷E2、E1处,并在那里放电,使E1、E2带正电。这些正电荷积聚在莱顿瓶C1、C2中,图37-2(c)。当圆盘再旋转45°,即S1旋转到与前电刷B对应位置时,S1与S1相对,S2与S2'相对,刚刚放电的S1、S2不再带电。S2带负电,使S2感应带正电。金属电刷上与铜丝的摩擦也使其带正电。在二者的综合作用下,S2带正电。 对于S1来说,S1'上带的正电荷使得它感应带负电。由于金属电刷的连接,S2所带的正电荷将引起电子的移动(如图37-3所示),使得S1带负电。这样,虽然摩擦产生的正电荷会被上述两个动作产生的负电荷抵消,但S1仍然带负电,图37-2(d)。当圆盘再旋转45°时,S1'和S2'恰好分别转向悬浮的电刷E2和E1。带正电的S1'在E2'处放电后不再带电,E2上的负电荷被中和,使得E2'带正电。这些正电荷被莱顿瓶C2聚集在放电叉T2的放电球上;带负电的S2'在E1'处放电后不再带电,E1'上的正电荷被中和,使得E1带负电。 这些负电荷被莱顿瓶C1积累在放电叉T1的放电球上,图37-2(e)。

若圆盘再旋转45°,S1又与S2'相遇,S2又与S1'相遇,此时S1'、S2与反向电刷B'相对,S1'、S2'分别在E2、E1处放电后不再带电,此时的电荷变化类似过程(d),故与S1相对的S2带正电,与S2相对的S1带负电,图37-2(f)。当圆盘再旋转45°时,S1'、S2刚好分别转向悬浮的电刷E1'E2。S1在E1处放电,使放电叉T1的放电球上积累负电荷,S2在E2处放电,使放电叉T2的放电球上积累正电荷,图37-2(g)。此后,转动曲柄,电荷变化又将重复过程(c)至(g)。 由于两盘反向旋转,连接电极的悬空电刷E2、E2'处的金属片将全部带正电,连接电极的悬空电刷E1、E1'处的金属片将全部带负电。莱顿瓶C2感应到的放电球T2上的正电荷将会增加,而莱顿瓶C1感应到的放电球T1上的负电荷也会增加。当球积累到一定量的电荷时,就会发生放电现象。莱顿瓶盖内放电叉与悬空电刷之间的空气也会被电离,使得放电叉和悬空电刷在很短的时间内相当于导体,将莱顿瓶中先前积累的大部分电荷中和掉,然后再次重复上述过程。

但发电机并不能一开始就放电,因为要击穿空气需要一定的电压,这就需要积累一定的电荷,而放电叉T1、T2上积累电荷需要一定的时间。因此,当发电机长时间不使用时,摇动手柄一定时间后,T1、T2之间的电压就能达到空气的击穿电压而产生放电现象。那么,摇杆反向转动时,会不会起到同样的效果呢?答案是否定的,因为发电机反转时,虽然原理与正转相同,但正反两面的铝片摩擦起电后并不经过另一面的电刷,而是直接在悬空的电刷处放电,这样两个莱顿瓶带的电荷相同,所以也就不存在放电。 【实验操作与现象】、摇动盘柄,当两个带电盘快速旋转时,放电叉的球头部分聚集了大量电性质不同的电荷,形成火花放电。注意观察放电现象。,注意放电火花的亮度,同时发现两次放电的时间间隔变长,这是由于莱顿瓶总容量增大所致。若将连接片断开,莱顿瓶总电容减小,此时得到的放电火花比接通时更小、更亮,两次放电的时间间隔也缩短,可以清楚地显示出电容的变化。:..,用连接线将其与静电实验连接起来,观察实验现象。(参照相应的静电实验)【注意事项】、各与横梁呈45度角,集电棒的电梳针尖不能接触带电盘。 ,使工作时两带电盘作相反方向旋转。,动作要轻柔,由慢到快,但速度不宜过快,过快会影响中和刷与导电层的接触,而起不到电,而且容易损坏带电盘。摇动停止时也应慢慢进行,可松开手柄,使其靠摩擦自然减速,防止带电盘因惯性而从旋转轴上松脱。,由于集电棒等处带电,操作人员不得触及实验器材,应使两放电球接触,使正负电荷中和。,避免两带电盘导电层上的正负电荷全部中和,不能再次带电。,划伤、粘水、潮湿。旋转轴应经常加润滑油。

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