验电器原理的电荷转移方向 验电器原理

验电器是法国的让·安东尼·诺雷发明 。验电器构造如上图所示 。图中上部是一金属球 , 它和金属杆相连接 , 金属杆穿过绝缘的橡皮塞 ,  其下端是两片极薄的金属箔 , 外层是绝缘的玻璃瓶 。
根据同种电荷相互排斥的原理 , 待检验物体接近金属球:可能产生静电感应 。如带正电的物体接近不带电的验电器的金属球 , 则由于静电感应 , 验电器金属球处感应出负电荷 , 而金属箔则由于带正电而张开一定角度;若验电器原来带正电 , 由于静电感应 , 同种电荷相斥 , 金属球的正电荷电荷量减少 , 金属箔电荷量增多 , 张角增大;若验电器原来带负电 , 则异种电荷相吸 , 金属球电荷量增大 , 金属箔电荷量可能只减少 , 可能先减小 , 然后带正电增加 , 因此其张角可能只减小 , 可能先减小后增大 。
如果待检验物体与金属球接触 , 如果物体带电 , 就有一部分电荷传到两片金属箔上 , 金属箔由于带了同种电荷 , 彼此排斥而张开 , 所带的电荷越多 , 张开的角度越大;如果物体不带电 , 则金属箔不动 。和上述判定方法一样 , 可以识别正负 。

验电器原理的电荷转移方向 验电器原理

文章插图
自然状态下的物体是不带电的 , 物体内部同时存在着等量的正电荷和负电荷 。如图 , 当一个带负电的物体靠近不带电的物体时 , 物体内部的正电荷会被吸引到左侧 , 而负电荷会被排斥到另外一侧 , 这种让物体带电的方式叫做感应起电 。感应起电的实质是“同种电荷相互排斥 , 异种电荷相互吸引” 。
验电器与电磁屏蔽
上面的左图是带电体接触验电器的过程 。此时 , 验电器里面的金属箔片因为带上同种电荷而相互排斥 , 张开 。这就是验电器的工作原理 。
【验电器原理的电荷转移方向 验电器原理】上面的右图 , 展现的是静电屏蔽现象 。金属罩盖住验电器 , 形成一个屏蔽体 。这时候 , 金属壁形成一个等势体 , 验电器内部的金属箔片受力达到平衡 , 就如同没有受到电磁的相互作用 。这就是静电屏蔽现象 。


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