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巧用肥皂泡做静电演示实验

http://www.newdu.com 2019-10-22 上海物理教育网 佚名 参加讨论

    在高中物理(必修加选修)第117和118页,有图13-1和图13-2两个静电演示实验。可是要在课堂上做好这两个演示实验比较难,且对学生来说可见度不好,趣味性不强。笔者在长期的教学实践中,摸索了一种用肥皂泡演示静电的实验,其可见度好,趣味性强。现介绍如下,以供同仁们参考。
    一、材料准备
    (1)儿童玩的吹肥皂泡的筒和肥皂水或一般的肥皂水;(2)铁架台;(3)直径为5mm两端弯曲的玻璃管;(4)手捏式橡皮打气囊和20cm~30cm长的乳胶管;(5)带绝缘手柄的方形或圆形金属板;(6)内径为5mm长5mm的小金属环;(7)静电起电机和若干节导线。
    二、制作方法
    
    如图1所示,将玻璃管固定在铁架台的直柱上,把乳胶管和小金属环分别套在玻璃管的两端,打气囊套在乳胶管的另一端;在金属环和金属板上分别接上导线,导线的另一端接到起电机的金属球上去。
    三、演示方法及过程
    1.演示同种电荷相斥现象
    将金属环和金属板上的两根引线接到起电机的同一个金属球上,在金属环上蘸上肥皂水,捏打气囊使金属环出现肥皂泡,待肥皂泡出现时摇动起电机,金属环上的肥皂泡和金属板就会带上同种电荷。再用打气囊给肥皂泡突然充气,气流冲击肥皂泡使之脱离金属环,形成一个带电的能够在空中自由下落的肥皂泡,如果这时用带同种电荷的金属板去接近肥皂泡,我们就会看到肥皂泡明显地受到排斥,如图2所示。
    
    若在空中一定位置上,肥皂泡受到重力、浮力和静电斥力而平衡。这时我们可以使其托起在空中漫游,肥皂泡将随着球拍的升降而沉浮。在空中的存留时间可达到一分多钟,特别生动有趣。
    2.演示异种电荷相吸现象
    
    将金属环和金属板上的两根引线接到起电机的不同金属球上,其余的与上面做法相同。如果这时用带异种电荷的金属板去接近肥皂泡,我们就会看到肥皂泡明显地受到吸引,如图3所示。若在空中一定位置上,肥皂泡受到重力、浮力和静电引力而平衡。这时我们也可以使其吸引着在空中漫游,肥皂泡将随着球拍的升降而沉浮。在空中的存留时间也可达到一分多钟,这一现象更为有趣。
    3.演示电荷在电场中的偏转
    
    在演示异种电荷相吸现象的基础上,我们稍加改变,就可以演示电荷在电场中的偏转了。如图4所示,我们把金属板竖直地放在金属环的右侧,就会明显地看到,肥皂泡在带电金属板的电场中沿曲线向金属板运动,从而演示了电荷在电场中偏转的情景。
     (责任编辑:admin)
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