用带电薄锡纸改进电荷间相互作用演示装置

广东省梅州市梅县区高级中学(514011) 李叶贤

1 问题的提出

人教版高中物理选修3-1教材中采用如图1所示的实验装置来定性探究影响静电力大小的因素。保持带电小球q1和q2的带电量不变，探究球间距和静电力大小的关系；或者保持球间距不变，探究球带电量和静电力大小的关系。由于缺少材料和较难让球带电，导致教师较少演示此实验。针对此问题，联想到验电器的工作原理是用带电金属箔的张合来验证物体是否带电。受此启发，能否用悬挂的带电金属箔受到静电力后，偏离竖直方向的夹角大小来定性探究影响电荷间相互作用的因素呢?

图1 教材实验装置

2 实验器材

薄锡纸1张、感应起电机1台、带支架的金属圆盘2个、导线2根、铁架台1个、绝缘细丝线2根。

3 实验原理

取与金属圆盘面积差不多的薄方锡纸1张,在其上方钻2个小孔，并挂上绝缘细线。为了让锡纸稳定摆动，把锡纸最下方部分卷成直径2 mm左右的实心小圆筒。此步骤可让锡纸的重心下移，有利其稳定的摆动，方便实验现象的观察和分析。

按如图2所示安装好实验器材，首先用导线把感应起电机起电端和金属盘各自连接起来，用丝线把薄锡纸悬挂在铁架台上，调整高度使其中心与盘中心等高，慢慢地移动锡纸使其接触金属盘。摇动感应起电机的手柄，使莱顿瓶开始充电。随着电量逐渐增多，由于薄锡纸和接触的金属盘带同种电荷，其受斥力；薄锡纸和对面的金属盘带异种电荷，其受吸引力。……