[发明专利]一种演示带电体的几个基本内容的方法

权利要求书

1.一种演示带电体的几个基本内容的方法，主要由直流电源、高压直流电源、高压直流电源电极刷、电动机、导体空心球、透明绝缘箱、导磁硅钢圆锥体、铝箔柱筒、透明绝缘塑料柱筒、铝箔片、小磁针构成，其特征是：电动机的转轴固定一硬质绝缘杆，绝缘杆与导体空心球固定，电动机转轴的轴线延长线过导体空心球的球心；电动机用直杆固定在透明绝缘箱的底部，直流电源与高压直流电源均固定在透明绝缘箱的底部，直流电源开关K1具有可调转速与转向开关功能，高压直流电源开关K2具有可调电压开关功能，且直流电源开关K1与高压直流电源开关K2均固定在透明绝缘箱的侧壁外侧；导体空心球是非铁磁材料的导体，透明绝缘塑料柱筒外侧套铝箔柱筒，铝箔柱筒的内径略大于透明绝缘塑料柱筒的外径；透明绝缘箱是树脂板材料制成的长方体箱子，箱子的上盖可以开启关闭；在透明绝缘塑料柱筒的上口固定一直杆，两条细绳的两端分别固定在直杆与铝箔片上，铝箔片竖直悬挂在直杆下方，铝箔片的中心轴与电动机的中心轴重合，铝箔片下方有塑料刻度尺，塑料刻度尺上有孔洞，其孔径的大小与小磁针的支撑杆外径相匹配；一绝缘包皮导线一端接在高压直流电源的电极上，绝缘包皮导线内由弹性的细铜丝构成，绝缘包皮导线固定在绝缘直杆上，绝缘直杆固定在高压直流电源上，绝缘包皮导线的另一端裸露出一束具有弹性的细铜丝作为高压直流电源电极刷，高压直流电源电极刷与导体空心球接触，导磁硅钢圆锥体由导磁硅钢片组成的圆锥体，圆锥体顶尖处理成球面、圆锥体的底面边缘倒角处理，导磁硅钢圆锥体的底面朝向导体空心球，且导磁硅钢圆锥体的中心轴与电动机的轴线重合；透明绝缘箱、透明绝缘塑料柱筒、导磁硅钢圆锥体均固定在水平桌面上；在透明绝缘塑料柱筒中放置磁强计配合测量磁场强度；

带电体的几个基本内容演示：

实验1.演示在有无导磁硅钢圆锥体情况下的静电屏蔽与非屏蔽现象，移出铝箔柱筒，保持透明绝缘塑料柱筒与透明绝缘箱距离不变，

a)移除导磁硅钢圆锥体，断开直流电源开关K1，接通高压直流电源开关K2，给导体空心球充电加到一定的电压后，停止升压，这个过程可以看到铝箔片向导体空心球移动，移动距离为La，与竖直成一角度，这时将铝箔柱筒套在透明绝缘塑料柱筒上，铝箔片将恢复到竖直状态；b)将导磁硅钢圆锥体放置在原处，重复上面实验过程与a)实验现象对比，除了可以看到屏蔽现象与非屏蔽现象外，还可以看到导磁硅钢圆锥体起到了汇聚电场作用，使无屏蔽时铝箔片向导体空心球移动位移增大为Lb，Lb＞La；

实验2.演示在铝箔片表面贴上薄薄的强磁片，观察静电屏蔽与非屏蔽现象，保持透明绝缘塑料柱筒与透明绝缘箱距离不变，

c)移除导磁硅钢圆锥体，断开直流电源开关K1，接通高压直流电源开关K2，给导体空心球充电加到一定的电压后，停止升压，这个过程可以看到铝箔片向导体空心球移动距离为Lc，这时将铝箔柱筒套在透明绝缘塑料柱筒上，铝箔片将恢复到竖直状态；d)将导磁硅钢圆锥体放置在原处，重复上面过程与c)实验现象对比，除了可以看到屏蔽现象与非屏蔽现象外，还可以看到导磁硅钢圆锥体起到了汇聚电场作用，使无屏蔽时铝箔片向导体空心球移动位移增大为Ld，Ld＞Lc；

实验3.演示去掉铝箔片，用薄薄的强磁片替代铝箔片的位置，探究在运流电荷作用下的规律：保持透明绝缘塑料柱筒与透明绝缘箱距离不变，将导磁硅钢圆锥体放置在原处，

e)给导体空心球充电加到一定的电压后，停止升压，接通直流电源开关K1，电动机驱动导体空心球旋转，直流电源开关K1控制电动机转速不变，同时引入磁强计测量透明绝缘塑料柱筒中磁场强度，探究电动机驱动导体空心球旋转对薄薄的强磁片向导体空心球移动位移的改变，增大、不变或减小；f)探究导磁硅钢圆锥体放置在原处与移出，对薄薄的强磁片的位置影响，得出导磁硅钢圆锥体具有导磁汇聚磁场作用；

实验4.观察小磁针的转向：保持透明绝缘塑料柱筒、导磁硅钢圆锥体与透明绝缘箱距离不变，接通高压直流电源开关K2，给导体空心球充电加到一定的电压后，停止升压，接通直流电源开关K1，观察电机转向改变前后小磁针的转向，同时引入磁强计测量透明绝缘塑料柱筒中磁场强度。