[发明专利]带电体的几个基本内容的演示装置

权利要求书

1.带电体的几个基本内容的演示装置，主要由直流电源(1)、高压直流电源(2)、高压直流电源电极刷(2-1)、电动机(3)、导体空心球(4)、透明绝缘箱(5)、导磁硅钢圆锥体(6)、铝箔柱筒(7)、透明绝缘塑料柱筒(8)、铝箔片(9)和小磁针(10)构成，其特征是：电动机(3)的转轴固定一硬质绝缘杆，绝缘杆与导体空心球(4)固定，电动机(3)转轴的轴线延长线过导体空心球(4)的球心；电动机(3)用直杆固定在透明绝缘箱(5)的底部，直流电源(1)与高压直流电源(2)均固定在透明绝缘箱(5)的底部，直流电源(1)开关K1具有可调转速与转向开关功能，高压直流电源(2)开关K2具有可调电压开关功能，且直流电源(1)开关K1与高压直流电源(2)开关K2均固定在透明绝缘箱(5)的侧壁外侧，绝缘导线穿过箱体侧壁打出的孔，两端分别连接开关与电源；导体空心球(4)是非铁磁材料的导体，透明绝缘塑料柱筒(8)外侧套铝箔柱筒(7)，铝箔柱筒(7)的内径略大于透明绝缘塑料柱筒(8)的外径；透明绝缘箱(5)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(8)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(9)上，铝箔片(9)竖直悬挂在直杆下方，铝箔片(9)的中心轴与电动机(3)的中心轴重合，铝箔片(9)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(10)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(2)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(2)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(2-1)，高压直流电源电极刷(2-1)与导体空心球(4)接触，导磁硅钢圆锥体(6)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(6)的底面朝向导体空心球(4)，且导磁硅钢圆锥体(6)的中心轴与电动机(3)的轴线重合；透明绝缘箱(5)、透明绝缘塑料柱筒(8)、导磁硅钢圆锥体(6)均固定在水平桌面上；在透明绝缘塑料柱筒(8)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(6)情况下的静电屏蔽与非屏蔽现象，移出铝箔柱筒(7)，保持透明绝缘塑料柱筒(8)与透明绝缘箱(5)距离不变，

a)移除导磁硅钢圆锥体(6)，断开直流电源(1)开关K1，接通高压直流电源(2)开关K2，给导体空心球(4)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(9)向导体空心球(4)移动，移动距离为La，与竖直成一角度，这时将铝箔柱筒(7)套在透明绝缘塑料柱筒(8)上，铝箔片(9)将恢复到竖直状态；b)将导磁硅钢圆锥体(6)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(6)起到了汇聚电场作用，使无屏蔽时铝箔片(9)向导体空心球(4)移动位移增大为Lb，Lb＞La；

实验2.演示在铝箔片(9)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(8)与透明绝缘箱(5)距离不变，

c)移除导磁硅钢圆锥体(6)，断开直流电源(1)开关K1，接通高压直流电源(2)开关K2，给导体空心球(4)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(9)向导体空心球(4)移动距离为Lc，这时将铝箔柱筒(7)套在透明绝缘塑料柱筒(8)上，铝箔片(9)将恢复到竖直状态；d)将导磁硅钢圆锥体(6)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(6)起到了汇聚电场作用，使无屏蔽时铝箔片(9)向导体空心球(4)移动位移增大为Ld，Ld＞Lc；

实验3.演示去掉铝箔片(9)，用薄薄的强磁片替代铝箔片(9)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(8)与透明绝缘箱(5)距离不变，将导磁硅钢圆锥体(6)放置在原处，

e)给导体空心球(4)充电加到一定的电压后，停止升压，接通直流电源(1)开关K1，电动机(3)驱动导体空心球(4)旋转，直流电源(1)开关K1控制电动机(3)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(3)驱动导体空心球(4)旋转对薄薄的强磁片向导体空心球(4)移动位移的改变，增大、不变或减小；f)探究导磁硅钢圆锥体(6)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(6)具有导磁汇聚磁场作用。