一种简单的给人体带电的方法——高中物理教学案例

在没有风扇起动马达的情况下，用一种简单的方法来演示人体带静电时的有趣现象。关键词物理实验人体带电静电感应在高中物理教学中，利用生动有趣的物理现象激发学生的求知欲，然后引导学生从内向外分析实验现象，是开展概念规律教学的重要方法。在科技馆的大规模静电现象演示中，有一个实验给人体通电，使人的头发竖起来展开。非常有趣。在这个实验中，使用了范氏起动马达。如果没有范氏启动马达，我们能证明同样的现象吗？接下来，我将介绍一个非常简单的实验方法。实验设备:1块泡沫塑料板、1块毛皮、1张绝缘凳、1块带绝缘手柄的金属板、1张铁架台、1根长线和1根测电羽毛。实验准备:将长导体的一端连接到铁架上(压在铁架下)，另一端接地。将泡沫塑料板放在靠近铁架桌的桌面上，绝缘凳放在距离导电物体约30cm处。实验过程:老师用毛皮摩擦泡沫板，然后站在绝缘凳上。实验的关键操作是握住固定有金属板的绝缘手柄，将金属板放在泡沫塑料板上，并与铁架台接触。然后，拿起金属板与身体接触，重复上述操作，这样你的电荷会逐渐增加，头发会竖起来。如果实验者的头发太短或太长，实验者可以用另一只手举起验电器的羽毛，在实验过程中看到验电器的羽毛向四面八方伸展。实验过程中的两个关键动作如图1a和图2所示。

实验结束后，用手触摸木桌面，慢慢放电，然后走下绝缘凳。实验原理:乍一看，这个实验的原理似乎是金属板不断地将泡沫塑料板上的电荷转移给自己，特别是当观察者只注意人体的带电现象而忽略了取电过程的细节时，就会产生这种错觉。事实上，这个实验使用感应带电，即静电感应，而不是简单的接触带电。在摩擦的泡沫板上有大量的电荷，但是因为泡沫板是绝缘体，这些电荷不能*移动。当金属板被放置在泡沫塑料板上时，尽管一些电荷被转移到金属板，但是金属板和泡沫塑料之间的实际接触面积非常小，并且静电感应是主要发生的。在金属板的下表面，感应出与泡沫塑料板不同电荷的电荷，而在金属板的上表面，感应出与泡沫塑料板相同电荷的电荷。当金属板接触铁架台时，金属板接地，当金属板被拾起时，只有与泡沫塑料板不同电荷的电荷留在金属板上，人体接触人体后带电。人体携带的电荷不同于泡沫塑料携带的电荷。在每次操作中，金属板主要通过静电感应充电，泡沫塑料上的电荷量损失非常小。因此，当操作重复时，就像泡沫塑料板上有“取之不尽”的电荷。这个实验也可以让学生站在绝缘的凳子上，老师拿着金属板的绝缘把手给学生通电。