[发明专利]一种探究影响电荷间相互作用力因素的实验装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种物理教学实验仪器，具体涉及一种探究影响电荷间相互作用力因素的实验装置。

背景技术

静电学是电学中重要的内容，具有很抽象的特点，影响静电实验成败的因素颇多，仪器、材料、天气、操作、洁净等等，这些因素作用在具体的产生气体放电现象，导致实验无法成功，因此，无法满足中学教学的需要。

为了探究上述库仑定律，课本中给出了一个实验装置，该装置通过改变置于空气中的两个带不同电荷的金属小球之间的距离来达到探究目的。该实验装置因为无法使小球带上稳定的电荷，且带电小球在空气中会产生气体放电现象，导致实验无法成功，因此，无法满足中学教学的需要。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种探究影响电荷间相互作用力因素的实验装置，该装置可以使锡箔纸带上一定量的稳定的电荷，同时，真空密闭防止了锡箔纸间气体放电的发生，可以保证实验的精确度。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的，一种探究影响电荷间相互作用力因素的实验装置，包括玻璃箱、真空泵和低压电源，所述玻璃箱上带有排气孔，通过所述真空泵将其内部抽为真空，所述玻璃箱内设置有传动部件、分别与低压电源连接的第一金属片和第二金属片，所述第一金属片通过绝缘支架固定在玻璃箱内，所述第二金属片通过传动部件能够在玻璃箱内作左右运动。

进一步，还包括设置在玻璃箱上的操作面板，所述操作面板上设置有间距调节旋钮，所述间距调节旋钮通过控制传动部件来调节第一金属片与第二金属片的间距。

进一步，所述第一金属片与第二金属片通过切换开关与低压电源连接，所述切换开关设置在操作面板上。

进一步，所述传动部件包括两个定滑轮和连接两个定滑轮的连接线，第二金属片固定在连接线上并通过两个定滑轮的转动实现左右运动。

进一步，所述第一金属片为铝片，第二金属片为锡薄纸片。

进一步，还包括第三金属片和第四金属片，所述第三金属片固定在支缘支架上并且与第一金属片形成平板电容，所述第四金属片固定在玻璃箱内侧壁上并可与第二金属片形成平板电容，两电容分别与低压电源相连接，所述第三金属片和第四金属片通过控制开关接地，所述控制开关设置在操作面板上。

进一步，所述绝缘支架固定在玻璃箱的左上部，所述第四金属片固定在玻璃箱的右侧壁上。

进一步，所述第三金属片为铝片，第四金属片为锡薄纸片。

进一步，还包括设置在玻璃箱背面的背景板，背景板上画有刻度线，当锡箔纸片发生偏转时，通过背景刻度线判断其偏转程度。

有益技术效果：

（1）该装置可以使锡箔纸带上一定量的稳定的电荷，同时，真空密闭防止了锡箔纸间气体放电的发生，可以保证实验的精确度。

（2）该装置采用导电效果好，质量轻的锡箔纸片代替小球，使实验效果更加明显。

（3）该装置依据电容的原理通过低压电源对金属片进行充放电，实现了对金属片所带电荷多少的定量控制。

（4）该装置取材简单，演示实验效果明显，便于在中学物理教学中推广使用。

本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中：

图1为实验装置图；

图2为玻璃箱内部结构图；

图3为传动件结构图；

图4为操作面板电路图。

具体实施方式

以下将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述；应当理解，优选实施例仅为了说明本发明，而不是为了限制本发明的保护范围。

真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它们的电荷量的乘积成正比，与它们距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上，这就是库仑定律。电荷间的这种相互作用力称为静电力或库仑力。用公式表达库仑定律，即：式中，F为库仑力，q₁、q₂为两个点电荷的电荷量，r为两个点电荷间的距离。

静电学是电学中重要的内容，具有很抽象的特点，为此本发明提供了一种探究影响电荷间相互作用力因素的实验装置。