物理探索与演示实验(电磁学)1.ppt

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1、物理探索与演示实验电磁学部分绪论电磁学是经典物理学的一部分。它主要是研究电荷、电流产生电场、磁场的规律，电场和磁场的相互联系，电磁场对电荷、电流的作用，以及电磁场对物质的各种效应。电磁现象是自然界存在的一种极为普遍的现象，它涉及到很广泛的领域；电的研究和应用在认识客观世界和改造客观世界中展现了巨大的活力。电磁理论建立过程中的几个关键阶段：1、对自然界中电磁现象的观察和认识（定性研究）；2、库仑实验定律（电荷相互作用的定量研究）；3、科学家伏打等人发现电流并制成伏打电堆（从静电的研究进入到研究动电的新阶段）；4、奥斯特实验和法拉第电磁感应定律（揭示了电和磁的相互

2、联系）;5、麦克斯韦电磁理论和电磁波（电磁理论的统一）。实验一静电感应盘【实验目的】演示起电盘被带电体感应而起电的现象。【实验器材】起电盘—是带有绝缘柄的铝质空心圆盘，塑料板，绸子，氖泡，如图所示。【实验原理】感应起电原理如图所示【实验操作与现象】1．用绸子摩擦塑料板的上表面，塑料板便带上正电，然后将起电盘放在塑料板上，如图1所示。虽然起电盘与塑料板相接触，但两个面不会是完全密合的，仅少数点相接触，因此电荷的转移不是主要的，主要的仍是感应起电。由于起电盘与塑料板靠得很近，感应现象显著。2．手持氖泡接触起电盘，氖泡的一端产生一次闪光。这是由于起电盘上感应的正电荷

3、所产生的电位较高，足以使着火电压70伏左右的氖泡点燃放电。放电后，起电盘上正电荷消失。3．移去氖泡，将起电盘提起，再用氖泡接触起电盘，则在氖泡的另一端产生一次闪光。这是由于提起起电盘，盘上的负电荷所产生的负电位使氖泡点燃放电。放电后，负电荷消失。4．由于实验过程中塑料板上电荷的转移是极有限的，因此塑料板只需摩擦一次，不断地放下和提起起电盘，并不停地用氖泡接触起电盘，可以观察到氖泡两头交替地闪光。实验二感应起电机【实验目的】演示起电现象【实验器材】维氏起电机，包括由起电盘、放电球、莱顿瓶、感应电刷、皮带轮、集电梳、连接片，起电圆盘涂有许多片铝箔，如图所示【实验原

4、理】起电机是利用感应作用来起电的，在通常情况下，由于大气中带电粒子的碰撞，或者以前实验残留下来的电荷，是能够自己带电的，当两个起电盘快速旋转时，带电系统特别是装有绝缘手柄的放电叉的球部，分别积聚起不同电性的电荷。随着起电过程不断交替进行，感应起电的作用越来越强，两个导电系统积聚的不同符号的电荷越来越多，它们之间的电势差也越来越大。【实验操作与现象】把起电机放电球调整到合适的位置，摇动圆盘把手，当两个起电盘快速旋转时，放电叉的球部分别聚集起不同电性的大量电荷，而形成火花放电。注意观察放电现象。【注意事项】1、操作起电机时，动作要缓和，由慢到快，但速度不能太快，过

5、快了会影响中和电刷与导电层接触，反而不能起电，也容易损坏起电盘。摇转停止时亦需慢慢进行，可松开手柄靠摩擦作用使其自然减慢，以防起电盘由于惯性从转动轴上松脱。2、起电机带电后和停止摇动时，由于集电杆等处带有电荷，操作者不要触摸实验设备，应将两个放电球接触，进行正负电荷中和，3、两放电球接触后不能再转动摇把手，避免两个起电盘上所有导电层正负电荷完全中和，不能再起电。实验三静电跳球【实验目的】演示同号电荷相斥，异号电荷相吸的现象。【实验器材】装有金属小球的圆形容器，感应起电机，如图所示【实验原理】当装有金属小球的圆形容器上下两极金属板分别带有正、负电荷时，此时金属小

6、球也带有与下板同号的电荷。根据同号电荷相斥、异号电荷相吸的原理，金属小球受下极板的排斥和上极板的吸引，跃向上极板。一旦金属小球与上极板接触后，金属小球所带的电荷被中和反而带上了与上极板相同的电荷，于是又被排斥返回下极板。如此周而复始，可观察到金属小球在密闭的容器内上下跳动。当两极板电荷被完全中和时，金属小球随之停止跳动。【实验操作与现象】把电源正、负极分别接在密闭容器的上极板和下极板处，接通高压电源，即可看到金属小球在容器内上下跳动，关闭电源金属小球停止跳动。实验四静电摆球【实验目的】用感应球来演示静电感应现象【实验器材】静电摆球演示仪，感应起电机，如图所示。

7、金属球极板【实验原理】当两极板分别带上正、负电荷时，这时导体小球两边分别被感应出与邻近极板异号的电荷。球上感应电荷又反过来使极板上电荷分布改变，从而使两极板间电场分布发生变化。球与极板相距较近的这一侧空间场强较强，因而球受力较大，而另一侧与极板距离较远，空间场强较弱，受力较小，这样球就摆向距球近的一极板。当球与这极板相接触时，与上面同样的道理使球又摆回来。持续加电，球就在两极板间往复摆动，并发出乒乓声。关闭电源后，则导体小球会因惯性，在一段时间内做微小摆动，最后停止在平衡位置。将金属球调节在两极板中间，因小球两边电场力几乎相等，故球不动。【实验操作与现象】1．

8、将两极板分别与感应起电机正负极相接。调