多用靈敏驗電器的制作及作用

劉榮華　李小明

【關鍵詞】 物理教學;靈敏驗電器;自制;器材;構造;裝置圖;用途;方法

【中圖分類號】 G633.7

【文獻標識碼】 A

【文章編號】 1004—0463（2019）15—0189—01

我們針對原中學物理實驗室所配箔片驗電器（J2304）實驗效果不夠理想且數量不足的問題，結合物理學科知識在學校創客空間開展STEM教育活動的廣泛運用情況，研制了“多用靈敏驗電器”，并指導學生參與自制過程，從而解決了實驗中遇到的問題，提升了學生的綜合素養。

一、所需器材及作用

1.圓錐形透明玻璃瓶（水養風信子用）1個。

作用：作驗電器的外殼用。原箔片驗電器外殼所用材料前后平面是玻璃，圓弧形周圍是金屬。用圓錐形透明玻璃瓶充當驗電器外殼具有360°的大觀察角度且絕緣性好。

2.長約180mm有線電視電纜線（以下簡稱電纜線）一段。

作用：①制作驗電器的絕緣導電桿;②電纜線護套內的鋁箔用來制作驗電器的金屬箔;③護套內編制網的金屬絲用來把金屬箔掛在電纜線的銅線芯上。原箔片驗電器的導電桿無絕緣層，容易漏電。

3.直徑約25mm的帶小孔木珠1顆。

作用：代替原箔片驗電器頂端的金屬球，電纜線的銅線芯穿過木球小孔，使木球頂端僅露出一丁點銅線芯端頭。

4.塑料硅膠保溫瓶塞（8磅）1個。

作用：固定電纜線，且充當密封玻璃瓶口的蓋子。

以上材料制作而成的“多用靈敏驗電器”，外殼幾乎全絕緣，僅木球頂端露出一點銅線芯端頭，所以不易漏電。

二、教具構造及裝置圖

1.教具構造（見圖）

2.配套器件及其作用

（1）小麥秸稈牙刷：牙刷手柄替代摩擦起電用的橡膠棒，牙刷屬生活用品，容易找到且成本低。

（2）竹纖維洗碗布：替代摩擦起電用的毛皮，使用過程中環保無污染，容易找到且成本低。

（4）圓形金屬網筆筒：替代探究靜電屏蔽現象時所用的金屬網罩。

三、用途及實驗方法

1.演示帶電體能夠吸引輕小物體。用竹纖維洗碗布（以下簡稱：洗碗布）摩擦過的小麥秸稈牙刷手柄（以下簡稱：牙刷手柄）接近驗電器金屬箔正對面的圓錐形玻璃瓶外壁，看到金屬箔會明顯靠近牙刷手柄，說明帶電體能夠吸引輕小物體。

2.檢驗物體是否帶電。將某一物體接觸驗電器木球頂端的金屬絲，若發現驗電器的金屬箔張開一定角度，則說明該物體帶電，若驗電器的金屬箔仍閉合，說明該物體不帶電。

3.演示接觸起電。用洗碗布摩擦過的牙刷手柄接觸驗電器木球頂端的金屬絲，發現驗電器的金屬箔張開較大的角度，牙刷手柄與驗電器脫離接觸后，金屬箔仍張開一定的角度，這說明驗電器已帶了電。

4.研究摩擦起電現象。例如：用洗碗布摩擦過的牙刷手柄接觸驗電器木球頂端的金屬絲，發現驗電器的金屬箔張開較大的角度，說明洗碗布和牙刷手柄相互摩擦后會帶電，再用毛皮摩擦過的橡膠棒接觸驗電器木球頂端的金屬絲，發現驗電器金屬箔張開的角度變大，證明用洗碗布摩擦過的牙刷手柄帶負電。

5.探究靜電感應現象。使帶電的牙刷手柄靠近驗電器，但不接觸，可以看到驗電器的金屬箔張開，說明驗電器已帶了電;再使帶電牙刷手柄遠離驗電器后，驗電器的金屬箔則閉合。

6.演示電荷間的相互作用規律。演示同種電荷相互排斥：先用洗碗布摩擦過的牙刷手柄使驗電器帶上電，再次用洗碗布摩擦過的牙刷手柄靠近驗電器的金屬箔，此時金屬箔遠離牙刷手柄。演示異種電荷相互吸引：先用洗碗布摩擦過的牙刷手柄使驗電器帶上電，再用絲綢摩擦過的玻璃棒靠近驗電器的金屬箔，此時金屬箔靠近玻璃棒。

7.判斷物體所帶電性。先用洗碗布摩擦過的牙刷手柄使驗電器帶上負電，再用帶電體靠近驗電器的金屬箔，若金屬箔遠離，說明該帶電體帶負電;若金屬箔靠近，說明該帶電體帶正電。

8.演示靜電屏蔽現象。使帶電牙刷手柄靠近驗電器，但不接觸，可以看到驗電器的金屬箔張開;用圓形金屬網筆筒罩在驗電器上方，再使帶電牙刷手柄靠近驗電器，此時觀察到驗電器金屬箔不再張開。

（本文系2018年度甘肅省“十三五”教育科學規劃一般自籌課題《普通高中創客教育內容構建與實施路徑的研究》研究成果，課題立項號：GS[2018]GHB3026）

編輯：張 昀