[发明专利]静电综合演示仪及其方法

说明书

本发明属于静电学的实验教学仪器及其方法。

迄今，在《中国大百科全书》、《辞海》、各种大学《电磁学》课本及参考书，各种中学《物理学》课本及参考书等各种文献资料中均未载有与本发明类似或相近之技术装备。

因此，目前在物理教学中，对于宏观带电物体在电场中受力、加速、偏转和悬浮等现象的教学是抽象讲授的，学生也难以理解。为了提高教学质量、需要提供能演示上述静电场中各种物理现象的教学仪器和演示方法。

本发明的一个目的是提供一种静电综合演示仪，用于形象地演示宏观带电物体在电场作用下的受力、加速、偏转和悬浮等物理现象。

本发明的另一个目的是借助于本发明的静电综合演示仪，提供一种演示静电现象的方法，用本发明的这种方法，可直观的向学生演示静电场中带电物体的受力、加速、偏转和悬浮等物理现象。

为实现上述本发明的第一个目的，本发明提供了一种静电综合演示仪，该演示仪包括：

a），一对平行的电容器上下极板，用于在其中间形成均匀的电场;

b），一个荷电球，用它显示带电物体在匀强电场中的运动轨迹;所说荷电球置于一个发射器中的一个导电部件上;

c），一个发射器，能够沿所述匀强电场的不同方向以一定的初速度。向所说电场中发射所说的荷电球;

d），一根连接线它将所说电容器的上下极板中的一个极板与所说发射器的导电部件连接起来;因此当所说电容器极板带电后，在所说发射器导电部件上的荷电球就带上了某种电荷，成为带电物体。

为了满足调节所说电场强度的要求，可为本发明的演示仪设置一个极板间距调节机构;所说调节机构和所说上下极板都固定在固定支架上;

为了满足改变所说电场方向的要求，可以为本发明的演示仪设置一个旋转机构，通过所说旋转机构可使所说上下极板围绕所说支架在竖直360°范围内旋转;

为了满足改变所说电容器极板的竖直高度的要求，可以为本发明的演示仪设置一个竖直位置升降机构，通过所说升降机构的调节可改变所说上、下极板在所说支架上的竖直位置;

为了控制所说荷电球在所说电场中的运动，可在所说下极板的中央设置一个中央孔，通过该中央孔或者将所说连接线连在所说荷电球和所说支架间或者将所说连接线连在所说荷电球和所说下极板间。用于控制所说荷电球的运动轨迹;

为了演示带电物体在电场中的悬浮现象，可将所说发射器和所说电容器上、下极板合为一体，将所说下极板用作所说发射器中的所说导电部件。

为实现本发明的第二个目的，本发明提供了一种静电演示的方法，该方法包括如下步骤：

a），使一对平行的电容器上、下极板带上异种电荷，从而在所说上、下极板间形成匀强电场;

b），用一根连接线将所说上、下极板中的一个极板和一个位于发射器中的一个导电部件连接起来;

c），将荷电球置于所说导电部件上，借助于所说荷电球和所说导电部件之间的接触，使所说荷电球带上和所说相连接极板电性相同的电荷，成为带电物体;

d），通过发射器，以一定的初速度沿所说电容器极板间的电场的不同方向向所说极板间发射所说带电物体，从而就可以直观的观察到所说带电物体在所说电场中的受力、加速、偏转和悬浮的运动情况。

为了更好的理解本发明的实质，下面参照附图详细描述本发明。其中：

图1是本发明的演示仪的整体结构示意图;

图2是本发明的演示仪的第一实施例示意图;

图3是本发明的演示仪的第二实施例示意图;

图4是本发明的演示仪的第三实施例示意图;

图5是本发明的演示仪的第四实施例示意图。