專利名稱：靜電綜合演示儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于靜電學的實驗教學儀器。
迄今除本發(fā)明外，據(jù)查《中國大百科全書》、《辭海》、各種大學《電磁學》課本及參考書，各種中學《物理學》課本及參考書等各種文獻資料均未載有與本發(fā)明類似或相近之技術(shù)裝備。
本發(fā)明的目的在于使人們能直接目睹前所未見的宏觀中帶電物體在電場中受力平衡懸浮、加速和偏轉(zhuǎn)等改變運動狀態(tài)的實物現(xiàn)象。
本發(fā)明的內(nèi)容是1、用“接觸帶電法”發(fā)射帶電物體。使有水平初速度的帶電物體在豎直勻強電場中偏轉(zhuǎn)①帶電油滴(或帶電油柱)在電場中的偏轉(zhuǎn)。注射器配用10號至14號針頭。裝入40號或50號機械油。用導線將針頭連在水平放置的平行板電容器的下面極板上。用感應起電機為源。建立豎直方向的勻強電場。(本發(fā)明所進行的各種實驗所配用的感應起電機，均為火花隙不小于3cm即可)。推動注射器活塞，噴射出通過接觸帶電針頭面帶電的油滴(或油柱)。(發(fā)明人稱這種，使原來不帶電的物體，通過接觸帶電物體而獲得電荷，成為帶電物體的方法為“接觸帶電法”)。帶電油滴(或帶電油柱)水平射入勻強電場。在電場力作用下向上偏轉(zhuǎn)。(見附圖2)②帶電小球在電場中的偏轉(zhuǎn)，在絕緣彈射器的出口裝一塊“導電片”(即金屬片)將“導電片”與水平放置的平行板電容器的下面極板用導線連接。在彈射器中裝入Φ＝6.5mm左右，m＝35mg左右的導體小球。拉開槍栓。用感應起電機為源。建立豎直方向的勻強電場。拉動彈射器板機。彈射出通過接觸“導電片”而帶電的導體小球。水平射入勻強電場。帶電小球向上偏轉(zhuǎn)。(見附圖3)2.利用“接觸帶電法”使電場中的靜止不帶電小球，帶電加速運動。將Φ＝7mm左右，m＝45mg左右的不帶電導體小球，裝入140mm×15mm的試管中。試管口裝一塊“導電片”。封住試管口。把試管水平懸掛于豎直放置的平行板電容器的兩極板間。導體小球置于導電片上。用感應起電機為源，建立水平方向的勻強電場。用連接在導體球一側(cè)極板上的“放電針”接觸“導電片”。使靜止的導體小球帶電而受電場力，加速運動。(見附圖4)3.利用“接觸帶電法”，“緩沖線止動法”“控制放電法”使帶電小球在勻強電場中懸浮將Φ＝10mm左右，m＝15mg左右的介質(zhì)小球，用長L＝25cm左右的“緩沖線”(絕緣、輕、細線)系在一端。把小球置于水平放置的平行板電容器下面極板上?！熬彌_線”穿過極板中央Φ＝2mm左右小孔固定在支架上。極板上留7cm左右的一段與介質(zhì)小球相連的“緩沖線”。用感應起電機為源。建立豎直方向的勻強電場。介質(zhì)小球由于接觸下極板而帶電。受電場力加速上升。由于受“緩沖線”牽拉，被停止在電場中。用“放電針”(即有絕緣柄的導體長針)，頻頻接觸一個極板，進行多次短暫的微量尖端放電。(發(fā)明人稱這種放電法為“控制放電法”。)逐漸減小極板帶電量。從而減小電場強度。使達到“緩沖線”彎曲，不再對帶電小球施拉力。而達到qE＝mg，帶電小球平衡懸浮于電場中。(見附圖5)本發(fā)明的積極效果在于結(jié)束了帶電粒子受電場力的實驗研究，僅限于微觀實驗的狀況，結(jié)束了教學中對“帶電粒子在電場中的運動”的有關(guān)教材只限于畫圖分析，言傳意會的教學狀況。本發(fā)明的方法且可用于工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)。
附

圖1，是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)圖。1、2分別是形成勻強電場的電容器上，下極板。3下極板的中央孔。4.極板間距調(diào)節(jié)環(huán)。5.沿豎直面360°自由旋轉(zhuǎn)軸。6.隨軸旋轉(zhuǎn)滑桿。7.升降桿。8.發(fā)射器(噴射器或彈射器)。9.導電片(或針頭)。10.發(fā)射器架。
11.支桿。12～16緊固鈕。
附圖2～附圖5是4個實施例的示意圖。17.放電針。18.緩沖線。19.不帶電導體球。20.已帶電介質(zhì)球。
本發(fā)明的最好實現(xiàn)方式，已在發(fā)明內(nèi)容中詳述盡至。現(xiàn)補充幾個數(shù)據(jù)。極板為矩形，長L＝260mm，寬D＝150mm，作油滴實驗時板間距離h＝120mm為佳。發(fā)射帶電小球速度不宜大，以V0＝0.5m/s為佳。作靜止帶由小球加速運動實驗是，試管兩端距極板25mm為佳。
權(quán)利要求
1.一種用“接觸帶電法”發(fā)射帶電物體的方法。其特征是使被發(fā)射的不帶電物體，在被發(fā)射過程中接觸帶電物體而獲得電荷成為帶電物體被發(fā)射出去。
2.一種用“接觸帶電法”使靜止在電場中的物體受電場力加速運動的方法。其特征是使靜止在電場中的不帶電物體，接觸帶電物體而獲得電荷，成為帶電物體，受電場力，作加速運動。
3.根據(jù)2.用“控制放電法”使帶電物體在電場中平衡懸浮的方法。其特征是將在電場中加速運動的帶電物體用“緩沖線”牽拉止動，再用“放電針”有控制的多次微量尖端放電，達到帶電物體所受電場力與重力平衡而懸浮在電場中。
全文摘要
靜電綜合演示儀屬靜電學實驗教學儀器。本發(fā)明旨在使人直接目睹宏觀帶電物體在電場中受力和運動的現(xiàn)象。打破過去這種實驗僅限于微觀實驗的狀況。本發(fā)明的技術(shù)特征和用途是1.利用“接觸帶電法”發(fā)射帶電物體。觀察有初速度的帶電物體在電場中的偏轉(zhuǎn)。2.利用“接觸帶電法”使靜止在電場中的物體帶電。觀察帶電物體在電場中受電場力加速運動。3.利用“接觸帶電法”、“緩沖線”、“控制放電法”使帶電物體在電場中懸浮。觀察帶電物體受電場力和重力的平衡現(xiàn)象。
文檔編號G09B23/18GK1055829SQ9110353
公開日1991年10月30日 申請日期1991年5月31日 優(yōu)先權(quán)日1991年5月31日
發(fā)明者李曾均 申請人:李曾均