电子起电机及配套静电实验列表--2009-7.doc

【星云】系列软件电子起电机及配套静电实验列表 序号实验名称功能描述1火花放电实验打开电子起电机放电支架盖，把折叠的支架直立，调整放电杆，将二个放电球间距离调整到30mm左右，开启电子起电机电源开关，则在二个放电球间会产生密集的电火花，通过调整放电球距离，可以发现二个放电球距离越近火花放电频率越强，随着距离越来越远火花放电频率则越来越弱，直到间断，分析其中的道理。2电场力实验取电场力实验盒，连接好电极线，再取一个泡沫塑料小球放入电场力实验盒中两金属板之间所形成的电场当中，当起电机接通电源后，观察小球在盒内的情况。如果小球不运动，想一想这是什么原因，有没有最简单的办法使它运动起来？如果找不到原因，就用湿布把小球擦一擦，再放到盒中，看有什么变化。小球在两极间会不停地运动起来，但过一会儿会动得越来越慢，这说明了什么？可以让学生分析解释。（也可以用配件盒中的抗静电液涂敷在小球表面，这样会使小球保持长时间的运动状态，效果更好。注意必须晾干后使用，这是什么道理，你能解释吗？如果想不明白，可将没有晾干的小球直接放到盒内，看有什么结果？分析一下就会明白了）。3电场线实验1. 观察点电荷的电场线分布情况：手握电场线实验小盒1的瓶把，摇晃小瓶，将里面的头发屑充分散开，然后将盒的平面置于其中一个放电球的上方，即可观察到点电荷周围的电场线分布情况。2. 观察两点电荷间的电场线分布情况：将小盒置于两放电球之间，观察盒内的头发屑会有不同现象发生。3. 观察平行板电场间的电场线分布情况。4. 观察静电屏蔽现象：将带有静电屏蔽标签的小瓶，置于电场内，观察小瓶内的头发屑有无变化，如果有变化，可用抗静电液涂抹在小瓶四周，（注意不要涂抹在瓶把上），再进行观察，看头发屑还有变化吗?能否解释其中的原因。我们还可以做一个这样的实验：就是当两放电球放电时，我们用一个手指快速插入两放电球之间，这时手指上会有针刺一样的感觉，很强烈。如果我们用锡箔纸将手指包裹，再伸到两放电球之间，针刺的感觉消失了。这是什么原因，能解释吗？4微静电观察实验将电子起电机开启，然后将两放电球分离至不放电状态，此时手捏观察盒把的金属部分，另一端铜柱逐渐靠近放电球，当铜柱离放电球还有好几厘米时，观察盒中的氖泡即发亮了，说明起电机放电球上的电压很高，约有好几万伏。而普通220V火线只有在试电笔尖接触到火线时，氖泡才亮。这个实验还可对摩擦过的物体检验其是否带电。方法是用手捏观察盒把的金属部分，然后用摩擦过的物体靠近或接触观察盒另一端的铜柱，如果氖泡亮了，说明该物体带电了。如果亮光很弱，可将观察盒扣在眼睛上观察，这样即使再微弱的闪光都能看得见。5钟摆小球实验将泡沫小球中心穿一细线，约30厘米长吊起后置于两放电球之间或两平行板电极之间，小球就会受电场力的作用在两极之间来回摆动（小球的外表面要用抗静电液涂敷，使其表面具有一定的导电性）。6验电羽实验将配件盒中一头尖的金属杆尾部插入圆形底座中，再把验电羽小球插在金属杆的尖上，用一根电极线与金属杆连接，开启起电机，小球周围的线由于带上了同种电荷产生排斥作用而纷纷张开，如果张开得不好，可将抗静电液涂抹在线上，则效果会大有改观，分析其中原因。7电晕放电（电子辉光放电）实验将两放电球分开至不放电状态，这时可听到放电的丝丝声，在黑暗中就可看到放电球尖端出现的蓝紫色电晕（辉光）放电现象。也可以将放电杆上的放电球拧下，直接用放电针放电，所观察到的效果会更好，同时可闻到强烈的臭氧味。8电子风实验将两放电球分开至不放电状态，用手背接近任一放电球时（保持距离在10cm以上），都会感觉到有风吹过。或将点燃的酒精灯靠近任一放电球，酒精灯的火焰都会被吹歪（由正极吹向负极），分析其中的原因。9火焰导电实验将两放电球分开至不放电状态，当把酒精灯火焰移至两放电球之间时，又开始放电。利用该方法可大大增加放电距离。这是因为火焰使周围空气电离，致使空气的导电能力大大增强。10阴极放电管实验将电子起电机的两极分别接在放电管的两极上，放电管内会出现一条绿色亮线（注：要把起电机的负极端用导线接到放电管的阴极端子上）。11电子风轮实验(静电电动机)1. 把一头尖的金属杆的尾部插入圆锥形底座中，再把电子风轮扣在金属杆的尖上。再用电极线与金属杆连接，通电后风轮快速旋转起来，我们称之为单极静电电动机。2. 把一头尖的金属杆的尾部插入圆锥形底座中，再把电子风轮扣在金属杆的尖上。再把它放置在两放电球之间与两放电球都不接触，电子风轮在电场力的作用下就会飞快地旋转起来，我们称之为无接线静电电动机。分析其原理。3. 按上述方法将不弯钩的风轮扣在金属杆的尖上，它会旋转吗？如果不转用手拨一下，看它能否转起来，如果能转，再反向拨一下，它是否还会转起来？还可以探究一下这种风轮在什么情况下它才能转起来。4. 奇思妙想：如果将这一原理应用在避雷针上，是否可以开发出一种具有预警功能的避雷针来，可行吗12静电吸引水流实验在盛有水的塑料瓶底钻一个小孔，让水从小孔流出，然后将水流接近带有高压静电的电极，水流会受静电的吸引而发生偏转。13静电（雷电）危害实验当把酒精灯接触电火花时，酒精灯即被点燃。这可以以小比大，可让学生们去想象：比该电火花强大千百万倍的自然界的大规模雷电现象击毁建筑物，引燃易燃物，击伤人畜，就是轻而易举的事了。尤其是富含瓦斯的矿井、油库、可燃性气体、液体、有机粉尘等，如果遇到静电火花就有可能引起剧烈爆炸，造成严重的人员和经济损失。14燃气爆发实验将燃气爆发实验装置插在圆形底座上，连接好高压线。用蘸有酒精的棉球在燃气爆发实验装置盒的内壁上擦一擦，盖上盒盖，待盒内酒精充分挥发，与空气混合均匀后，即可按动点开关，在盒内产生电火花，引起可燃气体爆发，将盒盖崩出，并发出很大的响声（静电除可点燃可燃气体外，包括各种有机粉尘如面粉、亚麻粉、棉纺厂的棉纤维粉及有机化工厂的挥发性有机气体。当它们在空气中的浓度达到一定时，一个静电火花即可被引燃，引发灾害）。内燃机工作原理实验(同上) ：燃气实验盒的盒体是“气缸”，上盖是“活塞”，放电极组成火花塞，当燃气爆发时，“活塞”会被迅速推出。15球形放电与尖形放电比较开启静电探究实验装置电源开关，将二个放电球间距离调整到放电的最大距离。这时，关闭电源，放掉余电。并将两放电球拧下，露出两放电针。这时，再开启电源，你会发现两放电针的电火花放电距离会大大缩短。分析其原因。16避雷针实验人们经常会在夏季看到雷电现象，其产生的原因是云在空中高速运动时，由于摩擦等原因会产生静电，随着带电量越来越多，云与地面之间的电场就会越来越强，强到一定程度就会产生放电现象。由于这种放电其能量极高，具有非常大的破坏性，称为雷电现象，雷电现象可以用避雷针避免。1. 下面的实验可说明避雷针的原理及作用。使用一头磨尖了的金属杆，用手捏住金属杆用带尖的一头接近正常工作状态（正在放电）的放电球，可以发现当金属杆逐渐接近放电球时，在放电球与金属杆间出现了一连串的电火花，直到金属杆接触到放电球，这时放电球间还仍在放电，人却没有什么感觉；而如果用手指直接接近放电球就会有较强的电击感。依据此体会、验证避雷针的原理。2. 下面的实验也可说明避雷针的原理及作用。调整电子起电机放电杆，将二个放电球间距离调整到30mm左右，开启电子起电机电源开关，调节电压到一定高度，使二个放电球刚好处于连续放电状态，此时用手捏住金属杆用带尖的一头逐渐接近正常工作状态（正在放电）的放电球，近到一定距离时放电球与金属杆间产生电火花，而二个放电球间不再放电，而金属杆逐渐远离放电球到一定距离时，二个放电球又开始正常放电。这说明导体的面电荷密度与曲率成正比，曲率大电荷密度大，周围电场强度强，容易发生放电，并且尖端比球端的电容小，放电能量小，不会引起不良的后果。该实验还可以说明，尖端接地的导体对高大建筑物及树木可以起到保护作用，称作避雷针。17静电除尘实验把静烟除尘装置组装好，再用电极线分别它的电极与起电机的放电杆连接好，把点燃的蚊香插入香座中，再把香座置于消烟除尘装置的底座内，这时蚊香的烟就顺着“烟囱”冒出，使屋中空气造成污染，这时打开起电机开关，烟很快就消失了。其原理就是利用静电能够吸引轻小的物体的这一特性，除掉了空气中极微小的固体颗粒，利用这一原理所开发出的静电除尘设备的除尘效果可达到99.6。目前家里所使用的空气清新机等空气净化设备都是利用这一原理制成的。18静电植绒实验取一张与植绒盒面积相当的白纸或卡片纸，用毛笔沾胶水在纸上写上你所想写的字或图案，然后把纸片倒扣在植绒盒上，用电极线夹夹住电极板盖的中心柱，倒扣在纸片上（金属板面朝下），另一个电极线夹夹在底部的电极板上。开启起电机开关，几秒钟后，绒便植在了纸片的胶水部位，植绒成功。本方法可以分色植绒，制作出新颖的植绒画来。在工业上静电还有很多其他应用：如静电喷漆、静电分选、静电复印、激光打印等。19物体耐压实验将不同材质、厚度的薄膜插于两放电球之间，并夹紧。把电压调至最小，然后再开启电源，逐渐升高电压，直到薄膜被击穿为止。这时