【初中物理實(shí)驗(yàn)】：玻璃棒摩擦生電注意問(wèn)題

在現(xiàn)行的中小學(xué)物理教材中講述過(guò)“用絲綢磨擦過(guò)的玻璃棒帶正電”。我通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：如果玻璃棒的溫度升高，用絲綢磨擦過(guò)的玻璃棒，玻璃棒既可以帶正電也可以帶負(fù)電; 同時(shí)玻璃體也可能由絕緣體轉(zhuǎn)變?yōu)閷?dǎo)電體。實(shí)驗(yàn)介紹如下：

1 實(shí)驗(yàn)器材

小學(xué)或中學(xué)實(shí)驗(yàn)室常規(guī)配備的靜電實(shí)驗(yàn)盒三盒(我使用的是四川省教學(xué)儀器廠出產(chǎn)的J238靜電實(shí)驗(yàn)盒)，1500瓦電爐一個(gè); 220伏交流電源一臺(tái)， 220伏帶燈座白熾燈泡一個(gè)， 酒精噴燈一盞，自制帶電極玻璃體(用廢舊220伏白熾泡除掉泡狀外殼和鎢絲)，220伏白熾燈座一只，電工用實(shí)驗(yàn)板一塊，220伏開(kāi)關(guān)一只，適合220伏用導(dǎo)線若干。

2 實(shí)驗(yàn)操作規(guī)程及實(shí)驗(yàn)結(jié)果：

2.1 玻璃棒磨擦起電實(shí)驗(yàn)

(1) 用干燥清潔的毛皮和橡膠棒(或塑料棒) 相磨擦，使橡膠棒帶上負(fù)電荷(按現(xiàn)行教材規(guī)定) 并放在絕緣支架上，再用干燥清潔的玻璃棒和絲綢相磨擦，使玻璃棒帶電并接近但不接觸前一根帶負(fù)電橡膠棒時(shí)， 可以觀察到橡膠棒被“拉”著在支架上旋轉(zhuǎn)，即相互吸引，證明此時(shí)用絲綢磨擦過(guò)的玻璃棒帶正電荷。

(2) 在地面上放好1500瓦電爐，在距爐面豎直高30 ～40厘米左右的地方架起可橫放玻璃棒的框架，將幾根實(shí)驗(yàn)用玻璃棒放于其上， 接通電爐烘烤，此時(shí)玻璃棒的環(huán)境溫度可以達(dá)到50～85攝氏度左右，當(dāng)烘烤時(shí)間在30～50分鐘左右，取烘后的玻璃棒與干燥清潔的絲綢相磨擦，將磨擦后帶電的玻璃棒接近不接觸操作規(guī)程1中支架上帶負(fù)電的橡膠棒(也可重新按操作1使之帶上負(fù)電荷) 時(shí)，可觀察到橡膠棒被“推”著旋轉(zhuǎn)，即相互排斥; 將磨擦后帶電的玻璃棒(烘后的) 接近不接觸操作1中放在支架上帶正電的玻璃棒(也可重新按操作1使之帶上正電荷) 時(shí)，可觀察到(操作1中) 玻璃棒被“拉”著在支架上旋轉(zhuǎn)，即相互吸引， 由此可以證明用絲綢磨擦玻璃棒(烘烤后的) 帶負(fù)電荷。

上述實(shí)驗(yàn)證明：在常溫條件下， 用絲綢磨擦過(guò)的玻璃棒帶正電荷， 在上述相對(duì)的特殊條件下，用絲綢磨擦過(guò)的玻璃棒帶負(fù)電荷。

2.2 玻璃體絕緣性能實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)1 用220伏用導(dǎo)線將220伏帶燈座白熾燈泡和開(kāi)關(guān)串聯(lián)安裝在電工用實(shí)驗(yàn)板上，然后連接在交流電源220伏輸出端，在檢查串聯(lián)無(wú)誤和保證安全的條件下，接觸電源，合上開(kāi)關(guān)，可觀察到：白熾燈發(fā)光，說(shuō)明線路器材完好。

實(shí)驗(yàn)2 將自制帶電極玻璃體安裝在220伏白熾燈座上，再將其串聯(lián)安裝在上述實(shí)驗(yàn)1的線路之中，在檢查整個(gè)串聯(lián)無(wú)誤和保證安全的條件下，接通電源，合上開(kāi)關(guān)，可觀察到：白熾燈不發(fā)光，說(shuō)明自制帶電極玻璃體不導(dǎo)電，可以證明此玻璃體具有絕緣性，說(shuō)明“玻璃是相當(dāng)良好的絕緣體”(九年義務(wù)教育三年制初級(jí)教科書(shū)物理《導(dǎo)體和絕緣》一課中結(jié)論)。

實(shí)驗(yàn)3 上述實(shí)驗(yàn)2通電時(shí)，用酒精噴燈外焰加熱自制帶電極玻璃體，當(dāng)玻璃體被加熱達(dá)到紅熾狀態(tài)時(shí)，可觀察到：白熾燈發(fā)光，說(shuō)明自制帶電極玻璃體導(dǎo)電， 可以證明此玻璃體具有導(dǎo)電性，此時(shí)的玻璃體是導(dǎo)電體。上述實(shí)驗(yàn)證明玻璃既可以是絕緣體又可能是導(dǎo)電體。具體原因估計(jì)與玻璃的原子分子結(jié)構(gòu)及溫度效應(yīng)有關(guān)。歡迎老師們繼續(xù)探索研究。

本文來(lái)自：逍遙右腦記憶 http://yy-art.cn/chuzhong/469092.html

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