趙媛媛

摘 要：高中物理教師應(yīng)確保材料和儀器的絕緣，在多方面為靜電物理實(shí)驗(yàn)的成功做到良好的準(zhǔn)備。

關(guān)鍵詞：高中物理教學(xué)；靜電實(shí)驗(yàn)；環(huán)境條件；操作方法

高中物理在高中課程體系中占有重要的位置。長期以來老師講實(shí)驗(yàn)、學(xué)生背實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象非常嚴(yán)重，因此做好實(shí)驗(yàn)教學(xué)尤其重要。高中靜電物理實(shí)驗(yàn)常常讓物理老師感到難以做好，經(jīng)常在事先實(shí)驗(yàn)中能夠成功，而到了課堂上實(shí)驗(yàn)的成敗就不能夠保證。究其原因，主要是因?yàn)橛绊戩o電物理實(shí)驗(yàn)的因素眾多。這也導(dǎo)致了一些教師不敢嘗試靜電物理實(shí)驗(yàn)，下面就如何做好靜電物理實(shí)驗(yàn)展開討論。

一、靜電實(shí)驗(yàn)應(yīng)考慮絕緣問題

靜電實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)在于“高電壓，微負(fù)荷”，因此，在靜電物理試驗(yàn)中很容易發(fā)生漏電的現(xiàn)象，一旦漏電就會(huì)直接影響到靜電物理實(shí)驗(yàn)的成功性。因此，要在高中物理教學(xué)課堂中做好經(jīng)典物理實(shí)驗(yàn)，首先應(yīng)解決絕緣問題。在進(jìn)行靜電物理實(shí)驗(yàn)之前，教師應(yīng)選擇合適的材料，并對選擇材料的絕緣性能進(jìn)行檢驗(yàn)。經(jīng)典物理實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)為“高電壓、微電荷”，因此要求選用的材料擁有很強(qiáng)的絕緣性能，一些絕緣體，例如，香蕉、玻璃等材料在空氣潮濕或者表面不潔的情況下會(huì)喪失其原本的絕緣性能，甚至可能成為導(dǎo)體，因此，更應(yīng)該加強(qiáng)在實(shí)驗(yàn)前對于所選材料的絕緣檢驗(yàn)。較為簡單的測試方法是用靈敏的驗(yàn)電器，將絕緣體的一端接觸驗(yàn)電器的

導(dǎo)桿，根據(jù)指針的閉合和張開角度來確定材料的絕緣性能是否

良好。

通常，有機(jī)玻璃、保險(xiǎn)薄膜等材料都是適合靜電物理實(shí)驗(yàn)的材料，而有機(jī)玻璃更是在靜電物理實(shí)驗(yàn)中被廣泛使用。在靜電物理試驗(yàn)中，采用有機(jī)玻璃能夠很好地增強(qiáng)靜電物理實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)效果，而有機(jī)玻璃棒以及泡沫所料摩擦起點(diǎn)的效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于絲綢摩擦玻璃棒或者毛皮摩擦玻璃棒的效果。

此外，在進(jìn)行靜電物理實(shí)驗(yàn)之前，還應(yīng)對靜電儀器的絕緣性進(jìn)行檢驗(yàn)。如果在實(shí)驗(yàn)之前發(fā)現(xiàn)靜電儀器的絕緣性能并不適合進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，那么高中物理教師應(yīng)認(rèn)真分析儀器性能差的原因。一般而言，靜電儀器的絕緣性能較差通常是因?yàn)椴考匣虮韺佑形鬯仍颍瑢?dǎo)致靜電儀器中的絕緣材料性能受到影響。若因?yàn)椴牧媳旧硇阅茌^差或部件老化，則應(yīng)對靜電儀器中的絕緣材料及時(shí)進(jìn)行更換，并選用容易加工的有機(jī)玻璃或石蠟等材料，也可以利用剔刮的方法將絕緣材料中的老化層進(jìn)行清除，以提高靜電儀器中絕緣材料的絕緣性能。若因?yàn)殪o電儀器中沾有雜質(zhì)而因?yàn)殪o電儀器絕緣性能下降，則應(yīng)采用吹風(fēng)的方法進(jìn)行除塵，當(dāng)雜質(zhì)并不容易清除時(shí)，則應(yīng)采用清洗的方法，并在清洗之后及時(shí)吹干，如果實(shí)驗(yàn)所需的儀器上沾有水分，則應(yīng)先擦干，隨后用烘干或吹干的方式徹底清除水分。

二、環(huán)境條件

靜電實(shí)驗(yàn)有其特殊的地方，不同于其他實(shí)驗(yàn)，環(huán)境條件直接影響著靜電物理實(shí)驗(yàn)的成敗與否。由于空氣中存在等離子等帶電粒子相互撞擊與空氣中因放電而產(chǎn)生的帶點(diǎn)粒子與絕緣體上所帶電荷的中和，所以在實(shí)驗(yàn)時(shí)，實(shí)驗(yàn)裝置應(yīng)遠(yuǎn)離高壓電源，因?yàn)殡娫丛诜烹姇r(shí)，造成電子飛向帶電體，導(dǎo)致儀器漏電。與此同時(shí)，環(huán)境的溫度或者濕度，也會(huì)導(dǎo)致絕緣性能降低，造成電荷的泄露。因此在春、夏濕度較大的教室內(nèi)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)室內(nèi)通風(fēng)，保證儀器干燥，這樣才能有效保證實(shí)驗(yàn)的成功。

三、實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)與操作方法

除了環(huán)境條件以及材料的選擇，實(shí)驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)對于靜電實(shí)驗(yàn)的成敗也非常重要，在設(shè)計(jì)靜電裝置時(shí)，在儀器位置、相互絕緣以及帶電體連接等方面都有相當(dāng)嚴(yán)格的要求，一般被測帶電體應(yīng)安置在絕緣支架上，帶電體的連接采用螺旋形導(dǎo)線懸空鏈接，盡可能遠(yuǎn)離桌面以及驗(yàn)電器的外殼，導(dǎo)線之間也應(yīng)避免相互觸碰，此外，實(shí)驗(yàn)者也不應(yīng)太靠近儀器。

如果實(shí)驗(yàn)對于電荷要求并不高，可以采用摩擦起電的方法來進(jìn)行靜電物理實(shí)驗(yàn)。摩擦起電應(yīng)采用有機(jī)玻璃和泡沫塑料作為材料。在摩擦過程中，應(yīng)盡量使各部分受力均勻，最后的抽棒則應(yīng)稍微轉(zhuǎn)動(dòng)，但應(yīng)注意的是，并不是摩擦的次數(shù)越多越好，只需兩三次就可以將摩擦所帶電荷傳給帶電物體。利用摩擦起電的方式產(chǎn)生電荷時(shí)，絕緣棒上所帶的電荷并不屬于自由電荷，因此應(yīng)當(dāng)使帶電棒在物體上進(jìn)行移動(dòng)，盡可能保證其各個(gè)部分都能夠與需要帶電的物體進(jìn)行接觸，這樣可以傳遞出更多的電荷。

如果靜電實(shí)驗(yàn)所需的電荷較大，則應(yīng)使用感應(yīng)起電盤起電，并在進(jìn)行操作時(shí)應(yīng)盡量遠(yuǎn)離金屬板，并避免對著儀器呼氣，否則會(huì)導(dǎo)致漏電現(xiàn)象的產(chǎn)生。在使用儀器時(shí)，應(yīng)先對絕緣材料輕擦幾次，此外操作人員的手也應(yīng)保持干燥，易出汗的人應(yīng)帶上塑料

手套。

在進(jìn)行高中物理靜電實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)認(rèn)真對待絕緣材料以及絕緣儀器的絕緣性能，注意環(huán)境和儀器的操作方法，這樣才能使高中靜電物理實(shí)驗(yàn)的效果令人滿意。

參考文獻(xiàn)：

冀成巖.物理教學(xué)中“非常規(guī)”實(shí)驗(yàn)教學(xué)的認(rèn)識(shí)與嘗試[J].高中數(shù)理化，2008（12）.

|編輯 楊兆東