复旦大学：《文科物理（理论与实验）》精品课程实验课教案_实验十七 电风车与静电除尘教案

电风车与静电除尘等的系列实验 1、实验沿革 本实验为静电实验一部份,八十年代初,部份静电实验主要在课堂上演示,由老师表演。 由于实验有趣味,所以深受学生欢迎。因此这个实验内容放入教材中。由学生自己动手选做 成为这门课最有特色的实验之一。从开设这门课以来,本实验一直保持到现在,并不断充实 或修改实验内容。 2、实验目的 通过电风车系列实验,用已学静电知识观察与分析各种现象 3、实验原理 静电原理: (1)电荷间相互作用,同号电荷相斥,异号电荷相吸。 (2)静电感应原理,当A导体带有正(负)电荷,则在B导体靠近A导体 端因静电感应而带上负(正)电荷,B导体远端带上正(负)电荷 (3)尖端放电:尖端导体附近电场很强,空气中残余的正、离子在电场 力作用下作剧烈的运动,与空气分子相碰撞、把空气分子电离成许多新的正、负 离子,与尖端带电导体上电荷异号的离子向尖端运动,而同号的离子受到排斥, 远离尖端导体运动,形成电风 (4)蜡烛的火焰是一种电离剂,它把周围空气分子电离成大量正、负电子 (5)导体与绝缘体的相对性,如木头在低压情况可作为绝缘体但在高压情 况就可能是导体。 (6)自由电荷与束缚电荷的区别电荷不能离开电介质,也不能在电介质 中自由移动我们称它为束缚电荷。反之把在电场作用下能移动宏观距离,或电介 质因破坏了电中性所带的电荷称为自由电荷。 (7)水是一种导体 (8)天气潮湿,使绝缘体表面受潮而变成导体。 (9)当烟雾经过带电针尖附近,因针尖放电使烟雾带上了与带电针尖相同 号的电荷,由于正、负相吸,这些烟雾总结在同带电烟雾异号电荷的板上,从而 达到除尘的目的。 4、预习要求及质疑题 (1)阅读有关静电知识资料与书本。 (2)质疑 5、实验步骤及每一步的注意事项 1)电风车实验 2)静电除尘实验 3)测量导电板与塑料板上电荷的极性。 4)用静电系电压表的测感应起电机的起电的电压大小 5)记录此时的湿度,研究湿度对静电的影响。(选做实验)

电风车与静电除尘等的系列实验 1、实验沿革 本实验为静电实验一部份，八十年代初，部份静电实验主要在课堂上演示，由老师表演。 由于实验有趣味，所以深受学生欢迎。因此这个实验内容放入教材中。由学生自己动手选做。 成为这门课最有特色的实验之一。从开设这门课以来，本实验一直保持到现在，并不断充实 或修改实验内容。 2、实验目的 通过电风车系列实验，用已学静电知识观察与分析各种现象。 3、实验原理 静电原理： （1）电荷间相互作用，同号电荷相斥，异号电荷相吸。 （2）静电感应原理，当 A 导体带有正（负）电荷，则在 B 导体靠近 A 导体 端因静电感应而带上负（正）电荷，B 导体远端带上正（负）电荷。 （3）尖端放电：尖端导体附近电场很强，空气中残余的正、负离子在电场 力作用下作剧烈的运动，与空气分子相碰撞，把空气分子电离成许多新的正、负 离子，与尖端带电导体上电荷异号的离子向尖端运动，而同号的离子受到排斥， 远离尖端导体运动，形成电风。 （4）蜡烛的火焰是一种电离剂，它把周围空气分子电离成大量正、负电子。 （5）导体与绝缘体的相对性，如木头在低压情况可作为绝缘体但在高压情 况就可能是导体。 （6）自由电荷与束缚电荷的区别，电荷不能离开电介质，也不能在电介质 中自由移动我们称它为束缚电荷。反之把在电场作用下能移动宏观距离，或电介 质因破坏了电中性所带的电荷称为自由电荷。 （7）水是一种导体。 （8）天气潮湿，使绝缘体表面受潮而变成导体。 （9）当烟雾经过带电针尖附近，因针尖放电使烟雾带上了与带电针尖相同 号的电荷，由于正、负相吸，这些烟雾总结在同带电烟雾异号电荷的板上，从而 达到除尘的目的。 4、预习要求及质疑题 （1）阅读有关静电知识资料与书本。 （2）质疑 5、实验步骤及每一步的注意事项 1) 电风车实验 2) 静电除尘实验 3) 测量导电板与塑料板上电荷的极性。 4) 用静电系电压表的测感应起电机的起电的电压大小。 5) 记录此时的湿度，研究湿度对静电的影响。（选做实验）

6、实验操作的评分标准 (1)预习与质疑(1分)。 (2)实验过程与效果(3分)。 (3)整理与实验态度(1分)。 7、实验仪器、材料、易耗品的名称、规格、数量(见实验管理卡)。 实验仪器的说明书。 9、实验现象及分析: (1)都旋转,有快慢差别。主要从电风车放电大小上分析 在用火焰起电方法中因A板带上与电极同号电荷,而蜡烛火焰与A板异号 的离子与A板相斥而向B板移动,在B板上积累大量电荷所以电风车上尖端聚 集大量电荷(同避雷针相同),所以电风车开始转动,同理板C上因针尖放电而 聚集大量电荷。 因为A、B板上有大量正、负电荷,电风车叶轮左右两边的尖针带上正、负 电荷(静电感应),叶轮尖针尖端放电,而感应出负正电荷,相互中和,所以 在针尖上不断感应出大量电荷,旋转加快。 对于书中图3(c),因在电风车上放有板C,板C又接地,加快了针尖放电 速度,使电风车加速旋转。 (2)黑烟变白烟,主要从烟尘带电 (3)起电板放在摩擦过的聚四氟乙稀板、起电板不拿起,起电板带负电 拿起,起电板带负正电。 (4)电压大小与空气湿度有关,最高可达3万伏以上。 (5)略 10、实验报告与实验操作评分标准 实验操作 (1)预习与质疑(1分)。 (2)实验效果(3分) (3)分析与整理(1分) 实验报告 (4)实验装置图(1分) (5)实验现象、分析(3分)。 (6)思考题与讨论(1分) l1、思考题答案(略) 12、学生易出现的错误及解决办法 (1)起电机引出线与其它物体或相互之间相碰(引出线悬空)。 13、仪器易出现的问题及解决办法 (1)静电起电机容易损坏(更换新的起电机)

6、实验操作的评分标准 （1）预习与质疑（1 分）。 （2）实验过程与效果（3 分）。 （3）整理与实验态度（1 分）。 7、实验仪器、材料、易耗品的名称、规格、数量（见实验管理卡）。 8、实验仪器的说明书。 9、实验现象及分析： （1）都旋转，有快慢差别。主要从电风车放电大小上分析。 在用火焰起电方法中因 A 板带上与电极同号电荷，而蜡烛火焰与 A 板异号 的离子与 A 板相斥而向 B 板移动，在 B 板上积累大量电荷所以电风车上尖端聚 集大量电荷（同避雷针相同），所以电风车开始转动，同理板 C 上因针尖放电而 聚集大量电荷。 因为 A、B 板上有大量正、负电荷，电风车叶轮左右两边的尖针带上正、负 电荷（静电感应），叶轮尖针尖端放电，而感应出负、正电荷，相互中和，所以 在针尖上不断感应出大量电荷，旋转加快。 对于书中图 3（c），因在电风车上放有板 C，板 C 又接地，加快了针尖放电 速度，使电风车加速旋转。 （2）黑烟变白烟，主要从烟尘带电 （3）起电板放在摩擦过的聚四氟乙稀板。起电板不拿起，起电板带负电。 拿起，起电板带负正电。 （4）电压大小与空气湿度有关，最高可达 3 万伏以上。 （5）略 10、实验报告与实验操作评分标准 实验操作 （1）预习与质疑（1 分）。 （2）实验效果（3 分）。 （3）分析与整理（1 分） 实验报告 （4）实验装置图（1 分）。 （5）实验现象、分析（3 分）。 （6）思考题与讨论（1 分）。 11、思考题答案（略） 12、学生易出现的错误及解决办法 （1）起电机引出线与其它物体或相互之间相碰（引出线悬空）。 13、仪器易出现的问题及解决办法 （1）静电起电机容易损坏（更换新的起电机）

14、历届考试及答案汇总 15、提高实验 自己设计一个静电实验 16、参考书或参考资料 实验管理卡 实验名称 电风车系列实验 实验代号 Ⅱ-6 实验人数 实验时数 现有套数 仪器设备 名称 型号 规格 数量 静电起电机 J2310 静电实验装置 套 材料及易耗品 名称 规格 数量 导线 若干

14、历届考试及答案汇总 15、提高实验 自己设计一个静电实验。 16、参考书或参考资料 实验管理卡 实验名称 电风车系列实验 实验代号 Ⅱ－6 实验人数 2 实验时数 3 现有套数 3 仪器设备 名称 型号 规格 数量 静电起电机 J2310 1 静电实验装置 1 套 材料及易耗品 名称 规格 数量 导线 若干