静电感应起电机的起电原理，本文主要内容关键词为：静电感应论文,电机论文,原理论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
静电感应起电机是中学物理静电实验部分重要的起电仪器。在用静电感应起电机做丰富多彩的静电实验时，有很多学生提出静电感应起电机起电原理的问题。关于这个问题，有不少教师也很难说清楚。下面就J2310静电感应起电机作一简要介绍。
一、起电机结构
如图1所示，J2310静电感应起电机旋转盘由两块圆形有机玻璃板叠在一起组成，中间有空隙，每块向外的表面上都贴有铝片，铝片以圆心为中心对称分布。两盘分别与两个受动轮固定，并依靠皮带与驱动轮相连，两根皮带中有一根中间有交叉，转动驱动轮时两盘转向相反。两盘上各有一过圆心的固定电刷，两电刷呈90°，电刷两端的铜丝与铝片密切接触，这样在盘旋转时铜丝、铝片可以摩擦起电。另有与固定电刷成45°的悬空电刷，悬空电刷的两脚跨过两盘，但并不与两盘接触，脚上装有许多尖细铜丝，铜丝尖端指向圆盘上的铝片。悬空电刷由金属杆与莱顿瓶相连。
图1
感应起电机的左右各有一莱顿瓶。莱顿瓶其实是个电容，用来储电。莱顿瓶结构由两层筒状锡箔组成，中间是电介质，上有瓶盖。悬空电刷上的金属杆插入瓶盖，末端由一根较粗铜丝与莱顿瓶内层锡箔筒底相连，这样悬空电刷上所集电荷可以储存在莱顿瓶中。放电小球也通过一金属杆与莱顿瓶盖相接，但不与莱顿瓶中锡箔相连，这样可使其受莱顿瓶内筒电荷感应而带电。两莱顿瓶集聚不同种电荷。两放电小球也被感应出不同种电荷。莱顿瓶集聚电荷足够多时，球间电压可达几万伏，在两球靠近时就会因放电而产生电火花。
二、起电原理
为便于说明其工作原理，将起电机皮带轮手柄朝向使用者方向，画成图2所示，把顺时针方向转动的起电盘P，简称内起电盘，逆时针方向转动的起电盘P’简称为外起电盘，各标以箭头。
2.验证两莱顿瓶聚集电荷的电性
先用一导线将其中一个放电小球接到验电器上，然后轻轻摇动起电机，看到验电器箔片张开。再用另一导线两端分别接触另一放电小球和该验电器，验电器箔片张开的角度变小，这说明由于感应作用使小球带电的两莱顿瓶带的是异种电荷。
3.确定莱顿瓶和放电小球的作用
①将莱顿瓶拆除，保留放电小球，摇动起电机，观察到两个球照常放电，但频率很高，电火花非常微弱（这种电火花只能在黑暗中观察到）。
②放回莱顿瓶，只摘除放电小球，摇动起电机，观察到两放电叉的金属杆间照常放电，但放电距离较小，频率较高，电火花稍明亮一些。上述实验说明莱顿瓶与放电小球只是储电设备。
③确定两莱顿瓶间电键的作用。断开连接片，发现放电小球放电间距较小，放电火花较弱，放电频率很高。接通连接片，放电小球放电间距可以变大，放电火花亦随其变强，放电声更大，放电频率明显降低。金属片的断开与连接，改变了莱顿瓶的电容量。连接时，莱顿瓶的总电容量增加，储电能力增强，放电小球间得到较高电压，从而获得了较明亮且间歇较长的火花放电。