高中物理静电演示实验不易成功的原因及对策分析

重庆市南华中学校 胡俊伟

高中物理课程标准提出：“物理学是一门基础自然科学，它所研究的是物质的基本结构、最普遍的相互作用，最一般的运动规律以及所使用的实验手段和思维方法，随着人类对物质世界认识的深入，物理学一方面带动了学科和技术的发展……”由此可见，物理学作为一门科学学科，对于学生的科学素养的培养以及综合素养的提升等方面，都有着积极的价值和意义。

高中物理静电演示实验不容易取得成功，原因主要来自于以下几个方面：首先是天气原因，室内如果湿度较大或者过于干燥，都有可能影响实验的成效；其次是起电设备跟不上也有可能带来不良效果；再次是实验技巧没有全面掌握也会影响物理实验的有效性。

高中物理静电演示实验不易成功，有主观方面的原因，也有客观方面的原因，针对这些原因，可以从以下方面开展实施：

一、绝缘材料以及导体部件的选择和维护

静电实验具有电压高电量少，电荷分布于导体表面，且电荷的分布按曲率分布。如果电压过高，就很容易形成漏电，如果电量较少，就又会产生一旦出现漏电就会把电漏光。所以静电实验的全过程中，绝缘问题也成为了静电实验成功与否的关键要素。对于物理教师来说，为了有效防止漏电，确保物理静电实验的有效实施，比如在静电实验的过程中，选取石蜡、泡沫塑料等作为取材的材料，这些材料比较方便加工。值得一提的是，石蜡对水是不浸润的，有比较好的防潮性能。实验的材料不一样，绝缘的性能也是不一样的。

二、保持实验室环境的清新和干燥

实验室的内部整体环境对于静电实验来说也很重要，实验室的内部环境需要保持清新和干燥，经常要给实验室开窗通风，使得实验室远离火花放电、火焰等电离源。一般情况下来说，空气中的水汽容易凝结在仪器的表面，并且很容易沾上灰尘和污垢，一旦沾染上灰尘和污垢，在静电实验过程中也很容易引起漏电等情况发生。在一般情况下，仪器的搬移也会引起漏电问题，比如仪器从干燥环境突然移到潮湿环境，就很容易造成严重的漏电问题，所以需要教师对仪器进行清洁、干燥。

关于保持实验室环境清洁和干燥的方法，主要有以下几种：太阳晒、电炉烤，实在没有条件的可以用电吹风吹，甚至还可以用红外灯照射，照射的温度不能高于50度。

三、掌握实验操作的技能和技巧

一是进行摩擦起电时，要注意手不能拿棒的摩擦端，在开展摩擦起电的过程中，摩擦的速度要快，玻璃棒与丝绸以及胶木棒、毛皮等要迅速分离。

二是通过移动接触采用摩擦棒给验电器、导体等接触带电的时候。在这个过程中，摩擦棒是绝缘体，摩擦棒上的电荷不能随意移动，当摩擦棒接触了电荷，才能将电荷转移到导体上，如果要想使得导体、验电器上带的电多一些，也可以采用感应带电的方法，比如在摩擦之后将带电棒靠近导体或者验电器，也可以通过用手触一下导体或者验电器，之后再将带电棒移走。在这个过程中，也有一些注意点值得留意，接触带电棒时，注意导体或验电器上的电荷与带电棒上的电荷电性相同，而当感应带电的时候，导体或验电棒上的电荷要与带电棒上的电荷电性相反。

三是从导体上取电荷时，要与导体表面外凸曲率大的地方相互接触。比如带绝缘的金属球和用电电器检验静电平衡的时候，检验电荷分布在导体外表面的实验中。要注意以下几个方面的步骤：首先是将方形的纸盒放置于有绝缘支座的平台上，通过方形纸盒内的表面与摩擦带电的棒相接触，使得方形纸盒带电。通过手持金属球的绝缘柄以使方形纸盒表面（非尖凸部位）与金属球表面相互接触后再将金属球与验电器导体相接触，验电器金箔则不张开。如果方形纸盒外表面曲率比接触面更小时，则很可能影响静电实验的效果。

四是正确选择起电设备。一般来说，感应起电机的存电量比较充足，电势差也比较高，所以在高中物理静电实验中比较多的采用。比如，在演示电场线、电场对带电体的作用等静电实验的过程中，运用起电器可以起到比较好的效果。有的教师利用两根摩擦棒的实验来建立学生对于电场的概念和初步印象，这个在教学中也比较常用，但是这项实验的成功可能性比较低。所以在静电实验过程中应选择合适的起电设备，比如将丝绢替代编织袋之类的可能会收到更好的实验效果。

总而言之，高中物理静电实验是高中物理实验教学中最大的难点，静电实验的难点在于实验对于实验的条件要求比较高，静电实验受到两个矛盾的制约——空气湿度和仪器的绝缘性能，而综合笔者多年的教学经验，认为绝缘性能又是静电实验中的最主要的矛盾。作为一名高中物理教师，要大胆通过自制以及改进实验设备，并且不断探索，不断总结经验，来为学生呈现成功的高中物理静电实验。

[1]刘维宁.对实验“用静电计测量电容器电势差”的思考[J].中小学实验与装备.2012年2期

[2]张绍虎.平行板电容器演示实验的改进[J].中小学实验与装备.2009年4期

[3]滕建强.平行板电容器演示实验误差来源分析与改进实验探索[J].科学大众·科学教育.2012年6期