多用灵敏验电器的制作及作用

刘荣华　李小明

【关键词】 物理教学;灵敏验电器;自制;器材;构造;装置图;用途;方法

【中图分类号】 G633.7

【文献标识码】 A

【文章编号】 1004—0463（2019）15—0189—01

我们针对原中学物理实验室所配箔片验电器（J2304）实验效果不够理想且数量不足的问题，结合物理学科知识在学校创客空间开展STEM教育活动的广泛运用情况，研制了“多用灵敏验电器”，并指导学生参与自制过程，从而解决了实验中遇到的问题，提升了学生的综合素养。

一、所需器材及作用

1.圆锥形透明玻璃瓶（水养风信子用）1个。

作用：作验电器的外壳用。原箔片验电器外壳所用材料前后平面是玻璃，圆弧形周围是金属。用圆锥形透明玻璃瓶充当验电器外壳具有360°的大观察角度且绝缘性好。

2.长约180mm有线电视电缆线（以下简称电缆线）一段。

作用：①制作验电器的绝缘导电杆;②电缆线护套内的铝箔用来制作验电器的金属箔;③护套内编制网的金属丝用来把金属箔挂在电缆线的铜线芯上。原箔片验电器的导电杆无绝缘层，容易漏电。

3.直径约25mm的带小孔木珠1颗。

作用：代替原箔片验电器顶端的金属球，电缆线的铜线芯穿过木球小孔，使木球顶端仅露出一丁点铜线芯端头。

4.塑料硅胶保温瓶塞（8磅）1个。

作用：固定电缆线，且充当密封玻璃瓶口的盖子。

以上材料制作而成的“多用灵敏验电器”，外壳几乎全绝缘，仅木球顶端露出一点铜线芯端头，所以不易漏电。

二、教具构造及装置图

1.教具构造（见图）

2.配套器件及其作用

（1）小麦秸秆牙刷：牙刷手柄替代摩擦起电用的橡胶棒，牙刷属生活用品，容易找到且成本低。

（2）竹纤维洗碗布：替代摩擦起电用的毛皮，使用过程中环保无污染，容易找到且成本低。

（4）圆形金属网笔筒：替代探究静电屏蔽现象时所用的金属网罩。

三、用途及实验方法

1.演示带电体能够吸引轻小物体。用竹纤维洗碗布（以下简称：洗碗布）摩擦过的小麦秸秆牙刷手柄（以下简称：牙刷手柄）接近验电器金属箔正对面的圆锥形玻璃瓶外壁，看到金属箔会明显靠近牙刷手柄，说明带电体能够吸引轻小物体。

2.检验物体是否带电。将某一物体接触验电器木球顶端的金属丝，若发现验电器的金属箔张开一定角度，則说明该物体带电，若验电器的金属箔仍闭合，说明该物体不带电。

3.演示接触起电。用洗碗布摩擦过的牙刷手柄接触验电器木球顶端的金属丝，发现验电器的金属箔张开较大的角度，牙刷手柄与验电器脱离接触后，金属箔仍张开一定的角度，这说明验电器已带了电。

4.研究摩擦起电现象。例如：用洗碗布摩擦过的牙刷手柄接触验电器木球顶端的金属丝，发现验电器的金属箔张开较大的角度，说明洗碗布和牙刷手柄相互摩擦后会带电，再用毛皮摩擦过的橡胶棒接触验电器木球顶端的金属丝，发现验电器金属箔张开的角度变大，证明用洗碗布摩擦过的牙刷手柄带负电。

5.探究静电感应现象。使带电的牙刷手柄靠近验电器，但不接触，可以看到验电器的金属箔张开，说明验电器已带了电;再使带电牙刷手柄远离验电器后，验电器的金属箔则闭合。

6.演示电荷间的相互作用规律。演示同种电荷相互排斥：先用洗碗布摩擦过的牙刷手柄使验电器带上电，再次用洗碗布摩擦过的牙刷手柄靠近验电器的金属箔，此时金属箔远离牙刷手柄。演示异种电荷相互吸引：先用洗碗布摩擦过的牙刷手柄使验电器带上电，再用丝绸摩擦过的玻璃棒靠近验电器的金属箔，此时金属箔靠近玻璃棒。

7.判断物体所带电性。先用洗碗布摩擦过的牙刷手柄使验电器带上负电，再用带电体靠近验电器的金属箔，若金属箔远离，说明该带电体带负电;若金属箔靠近，说明该带电体带正电。

8.演示静电屏蔽现象。使带电牙刷手柄靠近验电器，但不接触，可以看到验电器的金属箔张开;用圆形金属网笔筒罩在验电器上方，再使带电牙刷手柄靠近验电器，此时观察到验电器金属箔不再张开。

（本文系2018年度甘肃省“十三五”教育科学规划一般自筹课题《普通高中创客教育内容构建与实施路径的研究》研究成果，课题立项号：GS[2018]GHB3026）

编辑：张 昀