電荷在導(dǎo)體上的分布演示實(shí)驗(yàn)改進(jìn)

朱振棟+孫云明

高中物理新課標(biāo)選修1-1安排了一個(gè)“觀察電荷在導(dǎo)體上的分布”的演示實(shí)驗(yàn)，用以探究電荷在帶電導(dǎo)體表面上的分布規(guī)律。

由于原實(shí)驗(yàn)不能保證在3次檢驗(yàn)帶電情況過程中導(dǎo)體帶電量相等，所以我們對(duì)該實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了改進(jìn)。

一、原實(shí)驗(yàn)方法

如圖1，把導(dǎo)體安放在絕緣支架上，并使導(dǎo)體帶電。然后用帶絕緣柄的驗(yàn)電球P接觸導(dǎo)體A點(diǎn)，再與驗(yàn)電器接觸，檢驗(yàn)A點(diǎn)帶電情況。按同樣的方法也可以檢驗(yàn)B點(diǎn)、C點(diǎn)的帶電情況。

二、改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)方法

1.實(shí)驗(yàn)裝置

如圖2，用鐵絲圍成與尖形導(dǎo)體外形曲率一致的一段，把和導(dǎo)體平直部分相對(duì)的一端圍成“U”形插入用木方做成的支架內(nèi)。在鐵絲上套兩段塑料管，起絕緣作用。從香煙內(nèi)的錫箔紙上剪兩段寬為1.5cm、長(zhǎng)為10cm（長(zhǎng)短依支架高度而定）的箔片，把箔片的一端圍個(gè)圈，用膠水粘牢，套在塑料管上（圖中A、B位置），使支架高于導(dǎo)體2至3cm。

2.實(shí)驗(yàn)方法

讓支架靠近導(dǎo)體，箔片和導(dǎo)體水平相距約6至7cm，保持箔片A、B與導(dǎo)體距離相等。使導(dǎo)體帶電，由于靜電感應(yīng)可看到箔片B首先接觸導(dǎo)體，說明B處所帶的電荷多于A處。電荷在導(dǎo)體表面的分布是不均勻的：突出處電荷比較密集，平坦處電荷較為稀疏。

三、說明

1.箔片的長(zhǎng)度、箔片與導(dǎo)體的水平間距根據(jù)實(shí)驗(yàn)情況而定，以保證實(shí)驗(yàn)效果最佳。即A剛好接觸導(dǎo)體，B只有擺動(dòng)趨勢(shì)，不接觸導(dǎo)體。

2.實(shí)驗(yàn)裝置簡(jiǎn)單，效果明顯，保證了在檢驗(yàn)導(dǎo)體帶電過程中，導(dǎo)體帶電量相等。