改进的静电滚筒实验——静电电动机模型

有趣的富兰克林轮实验富兰克林轮是一个深受任课教师和学生欢迎的静电演示实验，富兰克林轮形象地展示了静电学中的尖端放电现象，根据作者多年来在复旦大学自学物理实验室和复兴高级中学自主物理实验室开设的选修课的教学实践，发现富兰克林轮除了作课堂演示，还可以拓展成学生自主实验，涉及的实验内容极其广泛，大大地丰富了学生的静电学知识，使学生感到静电学的内容并不枯燥无味。

富兰克林轮的综合实验内容适宜于大学低年级和高中二年级的学生。

在实际教学中，参照讲义可以独立自主地对实验进行探索和研究，通过实验学生能够获得传统课堂教学中学不到的知识。

1 实验装置介绍富兰克林轮（以下简称电风车）可以用两种方法制造。

方法1：如图1所示，取两根直径为0．2mm，长约为10cm的细钢丝，将每根钢丝的两端磨成尖端形状。

另外取一只揿钮，将两根细钢丝分别穿过揿钮上的两个小孔，并弯成如图1（a）所示的形状，我们叫它为叶轮。

再取一根长缝衣针和一根直径为1．5cm，长为8cm的有机玻璃棒。

在有机玻璃棒的一端钻一小孔，将缝衣针的尾端插入小孔中，再将另一端涂上百得胶插入开有孔的圆形木板上。

将叶轮中的揿钮套在缝衣针上，如图1（b）所示，使叶轮能自由地在水平方向旋转。

这就是一只电风车了。

其中叶轮的直径约为6cm。

方法2：如图2所示，取一张面积约为8×8cm的薄铝片，用锋利刀片裁成如图2（a）所示的叶轮形状，叶轮要求十分对称，直径为8cm，叶轮的叶片宽5mm，在叶轮中心钻一小孔，在小孔中装一只揿钮。

类似图1（b），将叶轮装在缝衣针尖上，即成一只电风车了。

2 实验内容的探索和研究2．1 电风车的基本实验内容1：实验装置如图3（a）所示，将缝衣针用导线和静电感应起电机的正（或负）电极相连。

转动起电机当起电机正常工作时，使电风车叶轮的尖端处产生尖端放电，叶轮尖端附近产生大量新的正、负离子，其中正离子受到带正电的叶轮尖针的排斥而飞向远处，负离子受到叶轮尖针的吸引而趋向尖针，并与尖针上的正电荷中和。

静电滚筒物理实验报告实验目的1. 通过静电滚筒实验，了解静电现象的本质。

2. 探究静电滚筒的工作原理。

3. 理解静电滚筒在实际应用中的作用和意义。

4. 学习如何安全地进行实验操作和数据记录。

实验器材与非器材器材1. 静电滚筒装置：包括滚筒、电源、电极等。

2. 高压发生器：提供静电滚筒所需的高电压。

3. 导体杆：用于连接电源和静电滚筒。

非器材1. 计时器2. 电压表/电荷计3. 实验记录表格实验原理静电滚筒实验基于静电原理，通过施加高电压产生静电场，进而观察和研究静电现象。

在静电滚筒实验中，高压发生器提供高电压，使滚筒表面带正电荷或负电荷。

当滚筒表面带有静电荷后，由于静电力的作用，实验物体会受到排斥或吸引。

实验步骤1. 将高压发生器接通电源，待电压稳定后，开始实验。

2. 将实验物体放置在滚筒上，并尽量保持滚筒表面平整。

3. 打开高压发生器，使滚筒带上静电荷。

4. 观察和记录滚筒表面滚动物体的运动轨迹，以及与实验物体之间的相互作用。

5. 根据观察结果，进行数据分析和实验结论的推断。

实验结果与分析通过实验观察和记录，我们得到了以下结果：1. 实验物体在带正电荷的滚筒表面时，受到排斥的力，远离滚筒。

2. 实验物体在带负电荷的滚筒表面时，受到吸引的力，靠近滚筒。

3. 当滚筒表面没有带电时，实验物体不受力的作用。

基于以上观察结果，我们可以得出以下结论：1. 静电力是由静电荷之间相互作用产生的，且具有排斥和吸引性质。

2. 实验物体的运动轨迹受到滚筒表面静电荷的影响，体现了静电力的作用。

3. 静电滚筒是一种利用静电力的装置，可用于实现物体分离、输送等功能。

实验安全注意事项1. 在进行实验前，要确保实验室环境干燥，避免静电的干扰。

2. 实验过程中，高压发生器的电压要小心调整，避免触电事故。

3. 执行实验时，要佩戴防静电手套和鞋套，以减少静电产生和传导。

4. 实验装置和设备要放置在安全位置，避免触碰和损坏。

实验结论通过本次静电滚筒实验，我们深入了解了静电现象的本质和静电力的作用。

静电滚筒实验
物理实验静电滚筒的感受先总结一下这次物理实验课的心情吧，上的很是惊心动魄，开口闭口都是几千伏的高压。

但是惊心动魄之余，其中的一些实验也给我留下了深深的印象和启发。

最深刻的实验是静电滚筒实验，其原理是由在滚筒的周围有着高压电极使得周围的空气发生电离，空气带电后于电极之间产生了经静电力使得空气粒子发生远动而产生了离子风，作用在滚筒上，给予滚筒转动力矩使得滚筒发生转动。

这个实验给了我一个新的概念——离子风。

从网上我也关注到了一些有关于离子风的文章。

考虑到离子风的带电性和运动性，我对其应用也有一些想法。

由于离子风能够使得空气运动，而且其中的带电粒子又是静电力的良好提供者，可以运用在物理学实验对微带电粒子研究中为其提供一个良好的运动系（运动环境，在其中一切都是运动的，而静电力可以提供支持力）。

其次，由于离子风是由高电压电场电离空气产生的一种风。

我想这对工业机械仪器散热有着很高的利用价值。

首先其电离过程是能量的一种消耗，再者空气的流动也是热量散去的一种主要方式。

假如有这样一种涂料，其对热很敏感，能吸收热能在自身产生高压，这样的涂料涂在一些热消耗仪器设备之上，其离子风效应，会对其降温散热有着极大的意义和价值。

最后，对实验提出一些小小的建议，在磁学实验部分，电磁炮部分的炮筒是密封的不透明的，看不到里面的加速过程，我想若是把炮
筒换成有机玻璃或者是透明塑料的，或者是部分透明成分能看到其中的加速过程，会使该实验的演示效果得到提升吧。

静电滚筒实验报告
实验目的：
1. 理解静电的原理和特性
2. 探究静电在滚筒中的表现和作用
实验器材：
1. 静电滚筒
2. 小纸片
3. 尼龙绳
实验步骤：
1. 将滚筒放在一个干燥、无静电的环境中。

2. 将小纸片撕成小片，置于滚筒上。

3. 轻轻转动滚筒，观察小纸片的行为。

实验结果：
1. 在滚筒转动的过程中，小纸片会被吸附到滚筒的表面，贴紧滚筒。

2. 若将尼龙绳靠近滚筒，滚筒上的小纸片也会被吸附到尼龙绳上。

实验分析：
1. 静电是由于物体表面带有正或负电荷而引起的。

在干燥的环境中，由于摩擦等原因，滚筒和小纸片之间会产生静电。

滚筒的表面会带上与小纸片相反的电荷，导致小纸片被吸附到滚筒上。

2. 尼龙绳属于摩擦后会带有负电荷的材料，当它靠近滚筒时，
滚筒上的小纸片的负电荷会被尼龙绳吸引，导致小纸片被吸附到尼龙绳上。

实验结论：
1. 静电力对于小物体的作用很强大，可以使小物体被吸附到带电物体上。

2. 静电滚筒可以用来观察和演示静电现象。

实验注意事项：
1. 实验室环境需要保持干燥，以避免环境湿度对实验结果的影响。

2. 在实验中应小心处理静电滚筒，避免人与滚筒接触而产生电荷。

3. 实验中使用的材料应干燥，以防止静电效应受到湿度的干扰。

总结：
通过这个实验，我们进一步了解了静电的特性和作用。

静电滚筒可以用来观察和演示静电现象，对于静电力的实际应用也有一定的参考价值。