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关于静电计工作原理

文章来源:展业达鸿 | 作者:admin | 发表时间:2022-03-04
静电计,又叫电势差计或指针验电器,它是中学静电实验中常用的半定量测量仪器。如图所示,包括小球a、指针bc的中心杆A用绝缘塞D固定在有前后玻璃窗的圆形金属外壳B上;B的侧下方有一个接线柱;整个装置固定在一个绝缘支架上。

当A带电时,电荷主要分布在a、b、c和d四个尖端部位,其中c和d两部分所带电荷以斥力相作用,指针受到一个使它张开的电力矩L1的作用。由于指针的重心略在旋转轴O点之下,当L1使指针张开后,指针的重力便产生一个使指针复位的重力矩L2。随着指针的偏转,L1渐小(因为c与d的距离增加,库仑力变小,力臂也变小)而L2渐大(因为重力力臂增加)。当L1与L2相等时,指针停在某一位置(是稳定平衡),指针的张角为α°
当A所带电量q较大时,c和d所带电量也较大,L1就大,所以α也就大。由于q决定α,所以α的大小能表示q的大小。这就是静电计可以当作验电器使用的道理。
由于静电感应,当A带电后, B的内层一定带上与A异号的电荷。若B不接地,则B的外表面带上与A同号的电荷。若B接地,则B的外表面不带电。由于静电计结构的对称性,可以粗略地认为B上的电荷对指针的作用力不产生使指针转动的力矩,指针的张角主要由c和d所带电量决定。

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