“探究影响电荷间相互作用力的因素”实验的改进.doc

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1、“探究影响电荷间相互作用力的因素”实验的改进山东省金乡县第二中学刘翠芝宋建华272200在库仑定律一节的教学中，做好“探究影响电荷间相互作用力的因素”演示实验，是顺利完成教学任务的重要一环．对此实验课本中这样介绍：图1P3P2P1AOO是一个带正电的物体，把系在丝线上的带正电的小球先后挂在图中P1、P2、P3等位置，比较小球在不同位置所受带电体的作用力的大小．这个力的大小可以通过丝线偏离竖直方向的角度显示出来(如图1所示)．使小球处于同一位置，增大或减少小球所带的电荷量，比较小球所受作用力大小的变化．哪些因素会影响电荷间的相互作用力？这些因

2、素对作用力的大小有什么影响？一、实验的一般步骤1．用感应起电机起电．2．取带有绝缘柄的另一金属球B为“中介”，用接触法使金属球O和悬挂的金属球A带上同种电荷．A由于受到库仑斥力，丝线偏离竖直方向一个角度θ．3．将悬点从P1，分别移到P2、P3，增大A与O的距离，观察θ的变化．4．增大或减少A球的带电量，观察θ的变化．二、实验缺陷实验用接触法使O、A带电并改变A球的带电量的多少；通过改变悬点P的位置改变O、A间的距离，原理清楚，简便易行，但存在着下列缺陷：1．多次接触带电，实验用时较长，由于空气中正负离子的中和，电荷减少较快.2．金属球的质量

3、太大，对于一定的库仑力，偏角θ较小；3．在悬点右移的过程中观察θ的变化，不便于对比．由于以上原因，实验现象不明显．三、实验的改进1．器材的改进：(1)悬挂球A，用包有金属箔的泡沫球代替实心金属小球．制作如下：①用泡沫削制成大小适中的球．②取香烟的内包装纸，用火烤去纸层，只留下金属箔．③将金属箔包在泡沫球外，即做成了质量很小的“金属球”．(2)球O，直接用感应起电机的一个金属球代替．2．方法的改进：(1)感应起电机起电(用其中的一个球作为O，放在靠近悬挂球A的合适的位置上)．(1)O带电瞬间，A既被吸引并与O接触，随即被排斥，丝线偏离竖直方向

4、．(2)将O(起电机)移近A，发现偏角θ增大；远离，θ减小．(3)固定O和悬点P，用不带电的金属球B接触A球，减少A球的带电量，发现偏角θ减小．四、改进后的优点1．减小了悬挂球的质量．如图2所示，球A的受力情况如图2所示，θTFGAO图2由知，在库仑力F一定的情况下，m越小，θ越大．因此，在库仑力一定的情况下，可以通过减小悬挂球A的质量m来增大偏角θ．2．直接用感应起电机的一个金属球当作实验用球O，因有起电机的大电容作保证，容纳了较多的电荷，在短时间内可保证电荷基本不变．3．球A被O吸引的过程，实验用时短，可认为其电荷量基本不变．4．悬点P

5、位置不动，便于观察比较θ的变化，提高了实验的可视性．该实验经过上述改进，实验效果明显，为建立库仑定律准备了充分的感性认识．