>

物(wù)理(lǐ)教材中(zhōng)提到靜電計是(shì)在驗(yàn)電(diàn)器的基礎上(shàng)製成(chéng)的(dí),用(yòng)來測量(liáng)電勢差。把它(tā)的金(jīn)屬(shǔ)球(qiú)跟(gēn)一(yī)個導(dǎo)體(tǐ)連(lián)接(jiē),把它的(dí)金屬外殼跟另一個導體連(lián)接(或同時(shí)接(jiē)地),從指針的(dí)偏轉角度就可以(yǐ)測出(chū)兩(liǎng)個導體(tǐ)間的(dí)電勢差。對於其中(zhōng)的(dí)原理(lǐ)書中(zhōng)沒有過多的解(jiě)釋(shì),現結(jié)合(hé)驗(yàn)電器(qì)的(dí)原理作(zuò)以下探討。驗電器(qì)的是根據(jù)同(tóng)種電(diàn)荷相(xiāng)互排(pái)斥的原理製成的,讓驗電器的(dí)金屬小(xiǎo)球帶上點,通過(guò)金屬杆(gān)與金屬(shǔ)小(xiǎo)球(qiú)相連的兩個金屬箔片(piàn)也會(huì)帶上(shàng)同種電(diàn)荷。同種電荷互相排斥,金屬(shǔ)箔(bó)片就會張(zhāng)開一(yī)定的(dí)角(jiǎo)度(dù)。帶(dài)電小球帶的(dí)電量(liáng)越(yuè)多(duō),金屬箔片帶的(dí)電量也越多(duō),排斥力就越(yuè)大,張角也就(jiù)越(yuè)大。靜電(diàn)計(jì)根(gēn)據驗(yàn)電(diàn)器(qì)的原理(lǐ),加以改造(zào),可根據張角的大小來判(pàn)斷電壓的大小(xiǎo)。
驗電器與靜(jìng)電(diàn)計(jì)在(zài)結構上基(jī)本相同(tóng),與驗(yàn)電(diàn)器相比,靜(jìng)電計(jì)上的(dí)兩(liǎng)個(gè)金(jīn)屬箔其中(zhōng)一(yī)個固(gù)定,另(lìng)一個可以自由張(zhāng)開(kāi)(作(zuò)為測(cè)電壓(yā)大小的(dí)指(zhǐ)針),在加上(shàng)刻(kè)度盤,就成了靜電(diàn)計。與(yǔ)驗(yàn)電器張角大小(xiǎo)的(dí)原(yuán)理一致,靜(jìng)電計張角的大小反(fǎn)映的(dí)是“金屬(shǔ)箔(bó)"帶電(diàn)的(dí)多少(shǎo),即張角的(dí)大小(xiǎo)由“金(jīn)屬(shǔ)箔(bó)"帶(dài)電的多少決(jué)定。但靜電計又如何反映出電(diàn)壓的大小(xiǎo),可結合驗電(diàn)器從(cóng)靜電感(gǎn)應的角度作(zuò)出解釋:驗電(diàn)器的金(jīn)屬(shǔ)箔帶電,可能(néng)是驗電器本身的金(jīn)屬小球(qiú)帶電(diàn),然後傳給金(jīn)屬箔,使(shǐ)其(qí)有一定(dìng)的張角。若(ruò)驗電器(qì)本身帶的(dí)電越多(duō),則張角(jiǎo)越大。另外如(rú)發生靜電感應(yīng),也可(kě)使金屬(shǔ)箔張(zhāng)角發(fā)生(shēng)變(biàn)化。如(rú)讓一(yī)帶(dài)正電小球靠近(jìn)驗電器的(dí)金屬小(xiǎo)球(qiú),由(yóu)於(yú)靜電感應(yīng),驗電器(qì)的金(jīn)屬小(xiǎo)球就會(huì)帶上負(fù)電荷,而(ér)金(jīn)屬箔帶上(shàng)正(zhèng)電荷(hé),驗(yàn)電(diàn)器也(yě)會張(zhāng)開(kāi)一角度(dù)。若(ruò)帶(dài)電(diàn)小(xiǎo)球離(lí)驗電(diàn)器的(dí)金(jīn)屬小球(qiú)越(yuè)近(jìn),則靜(jìng)電(diàn)感應越強,驗電器的(dí)金(jīn)屬小(xiǎo)球(qiú)帶(dài)的(dí)負(fù)電(diàn)荷(hé)與金(jīn)屬箔帶(dài)的(dí)正電荷都(dū)會增加(jiā),金屬(shǔ)箔(bó)的張(zhāng)角也(yě)就越大。電容器的兩個(gè)極(jí)板(bǎn)也存在(zài)著靜(jìng)電感應(yīng),如(rú)果兩極(jí)板的距(jù)離(lí)增大,兩(liǎng)極(jí)板(bǎn)的靜(jìng)電(diàn)感應(yīng)勢(shì)必(bì)減弱,這(zhè)樣電容器B板(bǎn)右(yòu)側所帶的(dí)正(zhèng)電量(liáng)+Q會(huì)減少(shǎo)+△Q,減少(shǎo)的部分電量(liáng)+△Q傳(chuán)給(gěi)大地,A板(bǎn)左(zuǒ)側(cè)所(suǒ)帶的負(fù)電荷(hé)-Q也會(huì)減(jiǎn)少(shǎo)相應的-△Q,減(jiǎn)少(shǎo)的(dí)部(bù)分(fēn)電(diàn)量-△Q隻能(néng)傳給靜電(diàn)計的金屬箔(bó),由於金屬(shǔ)箔所(suǒ)帶的(dí)電量(liáng)增加-△Q,總(zǒng)電量變為(wéi)-(q+△Q)這樣(yàng)金(jīn)屬(shǔ)箔的(dí)張(zhāng)角變大,對(duì)應著電(diàn)容(róng)器(qì)兩極(jí)板間距(jù)離(lí)增大,電(diàn)容C減(jiǎn)小,電壓U變(biàn)大。同(tóng)理,若減小(xiǎo)兩極板的(dí)距(jù)離(lí),極(jí)板(bǎn)間的靜電感應將(jiāng)增(zēng)強,電容器(qì)B板右側(cè)的(dí)正電(diàn)量會(huì)增加(jiā)+△Q,增加(jiā)的(dí)部分電(diàn)量+△Q是(shì)從(cóng)大(dà)地(dì)傳(chuán)給的(dí),而(ér)A板左(zuǒ)側的負電(diàn)荷也會增(zēng)加相(xiāng)應的(dí)-△Q,增加(jiā)的電量-△Q,隻(zhī)能(néng)是(shì)靜(jìng)電(diàn)計的金屬(shǔ)箔傳給(gěi)的,這(zhè)樣(yàng)金屬箔所帶的(dí)電(diàn)量減(jiǎn)少(shǎo)-△Q,總(zǒng)電量變(biàn)為-(q-△Q)張(zhāng)角將(jiāng)變小,對(duì)應著電容器(qì)兩(liǎng)極(jí)板(bǎn)間距離(lí)減小(xiǎo),電(diàn)容C變(biàn)大(dà),電(diàn)壓(yā)U減小(xiǎo)。對(duì)電容器(qì)所(suǒ)帶電量的討(tǎo)論(lùn):通(tōng)過上(shàng)麵的分析可(kě)以看出(chū),電容器(qì)間的距(jù)離(lí)發生(shēng)變化時,由於(yú)B板(bǎn)接(jiē)地(dì),結合靜(jìng)電感應(yīng)的(dí)變(biàn)化,電(diàn)容(róng)器(qì)B板(bǎn)上的淨電量+Q會發生(shēng)變化,A板上的(dí)淨電量-Q也會(huì)發(fā)生(shēng)變化(huà),會(huì)相(xiāng)應地增加或(huò)減少△Q。對(duì)於B板(bǎn)△Q是在(zài)B板(bǎn)的右(yòu)側麵上與大地(dì)之間發(fā)生(shēng)轉移,對於A板(bǎn)△Q是在(zài)A板左(zuǒ)側與靜(jìng)電(diàn)計的(dí)“金屬箔(bó)"上發生轉(zhuǎn)移。但(dàn)△Q值(zhí)應該(gāi)非常(cháng)小(因為(wéi)靜(jìng)電計的"金(jīn)屬箔(bó)"本身所能(néng)帶的電(diàn)量(liáng)是(shì)很小的(dí)),也就是(shì)電容器(qì)上的(dí)電量(liáng)有(yǒu)微弱的(dí)變化,不是很(hěn)顯著。但(dàn)這(zhè)點微弱(ruò)的電量(liáng)變化(huà)對(duì)“金屬(shǔ)箔"的張(zhāng)角的影響確是(shì)不(bù)可(kě)以忽(hū)略(lüè)的。

微信掃(sǎo)一掃