中村講述-靜電計(jì)的工作原理

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第二十二課-靜電計(jì)的工作原理

靜電計(jì)，又叫電勢(shì)差計(jì)或指針驗(yàn)電器，是中學(xué)靜電實(shí)驗(yàn)中常用的半定量測(cè)量?jī)x器。靜電計(jì)可以用來(lái)檢驗(yàn)物體所帶電荷的種類

并且測(cè)量電量。

工作原理

金屬球、金屬桿、指針相當(dāng)于電容器的一個(gè)電極，金屬外殼也相當(dāng)于一個(gè)電極，它們之間是絕緣的。

其電容的大小由金屬殼的幾何尺寸的大小和金屬桿及指針的長(zhǎng)短、位置所決定。因?yàn)橹羔樀钠D(zhuǎn)角變化對(duì)靜電計(jì)的電容的影響很小，

故在指針轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中可近似認(rèn)為靜電計(jì)的電容值不變。

現(xiàn)以測(cè)電容器電壓為例說(shuō)明其原理。將一個(gè)已充電電量為Q的平板電容器與靜電計(jì)相連，此時(shí)指針和金屬桿帶正電，外殼的內(nèi)表面將出現(xiàn)負(fù)的感應(yīng)電荷，從而在金屬桿與外殼間形成電場(chǎng)，指針表面的電荷受到電場(chǎng)力的作用，或者說(shuō)受到來(lái)自桿上同種電荷的排斥力及金屬盒內(nèi)壁的異種電荷的吸引力，使得指針偏轉(zhuǎn)，帶電量越多，場(chǎng)強(qiáng)越強(qiáng)，則指針的偏角也越大。

根據(jù)Q = CU，可知當(dāng)靜電計(jì)電容保持不變時(shí)，靜電計(jì)兩極間的電勢(shì)差U 與其帶電量Q成正比，U越大，Q越大，指針?biāo)茈妶?chǎng)力越大，指針張角因此就越大。由此可見(jiàn)，指針張角大小能定性地反映靜電計(jì)兩極間的電勢(shì)差的大小。

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