
產品描述
產品簡介
由測微器、金屬小球、阻尼器、圓桶、長管、蓋板、平衡組件等組成。實驗小球可自由升降和固定,整個實驗過程在圓桶中進行。用于進行模擬庫侖定律實驗的教學演示。
使用方法
一、實驗準備
1、安裝
將產品從包裝箱中取出,放置桌面上,取出大圓筒內的零部件,然后將裝有夾持器、懸絲、平衡組件的尼龍袋打開,懸絲穿過蓋板和長管將平衡組件吊掛在夾持器上,調節(jié)懸絲長度,使動球與定球處于同一水平位置,再通過手動調節(jié)測微器,在阻尼器的配合使用下,使動球和定球處于似觸非觸狀態(tài)(懸絲上的紐力為零)。
2、調零
旋轉蓋板,使定球桿軸心線對準大筒體165°處(即165°線、定球桿軸心線及懸絲在同一平面內)。再旋轉測微器,使動球與定球恰好接觸,懸絲應無扭力(即扭力矩為零)。此時,平衡球端中點應正對桶體0°處,最后,旋轉測微器指針下面的角度盤,使角度盤的0°正對指針尖,即調零完畢。
3、送電
使上、下阻尼片接觸后(此時,兩球必須接觸)方可送電,玻棒(或膠棒)與綢布(或動物毛皮)摩擦起電后,將玻棒(或膠棒)套入定球組件上端的導電絲環(huán)內來回推拉,推拉時應旋轉玻棒(或膠棒),使靜電充分進入動球和定球表面。為使實驗效果明顯,可以向導電絲多次送電,在最后一次送電后,用玻棒(或膠棒)將導電絲取出。當送電完畢后,使下阻尼片下落,此時,動球與定球相斥,為使動球很快靜止,應多次使上阻尼片與下阻尼片接觸,直至靜止為止(在以后移掉定球電荷時,亦應如此,可通過絕緣蓋板順時針孔移掉定球上的電荷)。
二、實驗操作
1、驗證兩點電荷的作用力與它們的電量乘積成正比
實驗前應使動球與定球恰好接觸,此時懸絲應無扭轉變形(扭力為零)。如圖二
兩球 A(定球) B(動球) 恰好接觸, 使兩球帶電為 q?和 q?后, 球B轉到 B'位置,球B的旋轉角為θ1,靜電力設為F1,可得以下等式:
式中:
Ψ一動球和定球恰好接觸時,兩球中心對于平衡桿中點間的夾角。( 該產品ψ=15°)
L一動球中心至懸絲的垂直距離(該產品為 60m)
K一懸線扭力矩,單位為 mg·cm/90°
使球A電量減少q1/2,并旋轉測微器使指針旋轉α1角度,使球B回到 B'位置,此時懸絲扭轉角θ2=θ1-α1,此時靜電力設為F2,必有:
按上述步驟,繼續(xù)使用球A 電量減到 q1/4,q1/8...測微器指針分別旋轉α2,α3…,使用B仍回到 B'位置處,設靜電力分別為 F3、F4……
分別計算 F1/F2、F1/F3、F1/F4……,應分別近似等于 1/(1/2)、1/(1/4) ……
2、驗證兩點電荷間的作用力與它們的距離的平方成反比
如上圖二所示,當球 B轉過θ1角度時,必有:
將測微器指針轉過α1´角,球B轉角減少(或增加)θ´角,此時懸絲掃轉角為θ1=θ´±α1´,設靜電力為 F2,必有:
將(3)÷(4)得:
注意事項
1、實驗之前,必須用既潔凈又干燥的軟布小心地擦拭圓筒體內外壁和平衡組件的灰塵和臟物。
2、本產品必須在干燥的空氣中使用,否則實驗效果不佳。如遇空氣相對濕度大于70%時,或在寒冷的冬季,筒體內外會有水汽??稍诖笸脖谕庥眉t外線燈照射半小時或白熾燈烘一小時,以驅趕潮氣。因本產品筒體用有機玻璃制造,烘烤濕度不得過高,以防筒體變形。
3、驅潮前應做好調零程序,驅潮完畢后,將測微器放回小筒體內,指針針對0°處。
4、驅潮時,應將測微器上提,使測微器下端面置于小筒體上面,使潮氣從上面排出。
5、由于本儀器時在空氣中做實驗,動球和定球的電荷會跑入空氣中,所以,必須在每次送電時,5分鐘內做完實驗,以減少實驗時的誤差。
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