靜電計的工作原理及使用

1、靜電計的工作原理及使用靜電計的工作原理及使用靜電計又叫電勢差計或指針驗電器，它是中學靜電實驗中常用的半定量測量儀器。如圖1所示，包括小球a、指針bc的中心桿A用絕緣塞D固定在有前后玻璃窗的圓形金屬外殼B上；B的側下方有一個接線柱；整個裝置固定在一個絕緣支架上。當A帶電時，電荷主要分布在a、b、c和d四個尖端部位，其中c和d兩部分所帶電荷以斥力相作用，指針受到一個使它張開的電力矩L1的作用。由于指針的重心略在旋轉軸O點之下，當L1使指針張

2、開后，指針的重力便產(chǎn)生一個使指針復位的重力矩L2。隨著指針的偏轉，L1漸?。ㄒ驗閏與d的距離增加，庫侖力變小，力臂也變小）而L2漸大（因為重力力臂增加）。當L1與L2相等時，指針停在某一位置（是穩(wěn)定平衡），指針的張角為α當A所帶電量q較大時，c和d所帶電量也較大，L1就大，所以α也就大。由于q決定α，所以α的大小能表示q的大小。這就是靜電計可以當作驗電器使用的道理。由于靜電感應，當A帶電后，B的內層一定帶上與A異號的電荷。若B不接地，則

3、B的外表面帶上與A同號的電荷。若B接地，則B的外表面不帶電。由于靜電計結構的對稱性，可以祖略地認為B上的荷在與筒接觸時全部移到筒外，進而分布在整個A上。若該物體是絕緣體，它放入法拉第圓筒后，只有少數(shù)接觸點處的電荷移至筒的外表面。但由于靜電感應，圓筒的內壁帶上與物體此時所帶電荷等量的異種電荷，而筒的外表面增加了同樣多的與帶電體同號的電荷?？傊?，筒的外表面（實際上是整個A）所帶電量等于物體原來所帶的全部電量q1。這樣，不論是導體還是絕緣體，

4、只要把它放入法拉第圓筒，靜電計的指針張角α就可以用來測量它所帶的電量。加裝法拉第圓筒后，靜電計就可以用來演示靜電平衡時導體表面電荷分布的規(guī)律了。如圖3所示，帶絕緣柄的金屬小球先后與帶電尖形導體的3、2和1處接觸后，與筒的內壁相碰，將與尖形導體接觸時所帶之電荷移至靜電計A上。由靜電計的不同張角可以判斷出凹進的3處不帶電、2處帶少量電荷、而尖端1處帶電最多。這表明靜電平衡時導體表面曲率大處電荷密集，尖端帶電最多。靜電計還可以用來檢驗物體所帶