库仑定律演示实验的改进，本文主要内容关键词为：库仑定律论文,演示论文，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。
现行高中物理教材（人教版，试验修订本）介绍了库仑定律的定性演示实验。如图1所示，把带正电的物体放在M处，另外把一带正电的小球系在丝线上，依次挂在P[,1]、P[,2]、P[,3]点， 观察在不同位置丝线偏离竖直方向的角度，比较受力大小。然后，增加或减少丝线上小球的带电量，保持小球到物体M的距离不变，观察小球的受力变化。
这个实验实际上很难演示成功，（1）实验本意是先利用摩擦起电，再向M和小球转移电荷使之带电，但这种方法能使物体M和小球带上的电量极其有限，物体和小球之间的库仑力非常微弱，实验难以成功。（2）丝线的偏角θ很小，三次移动悬点，不容易观察到偏角θ的变化。（3）增加或减少丝线小球的带电量，仅靠反复地摩擦接触传送电荷，电量变化的情况难以把握。
为此，我们对实验作了如下改进，如图2所示，M为带绝缘柄的金属球，丝线上的小球用很轻的泡沫小球作内芯，外面包上导电的铝箔。利用感应起电机使M和铝箔小球同时带上正（负）电。 起电机的起电效果远远强于摩擦起电，因此铝箔小球产生了明显的偏离。加快起电机的摇动速度，M和铝箔小球的带电量增加，丝线的偏角增大， 说明它们之间的库仑力变大；减慢摇动速度，则带电量减少，θ减小库仑力变小。由此得出结论：电量越多，库仑力越大。
再保持起电机的摇动速度一定（带电量不变），使M 逐渐靠近丝线小球，M和小球之间的距离r减小，发现偏角θ增大，说明库仑力增加，使M逐渐远离丝线小球，r增大，θ减小，库仑力减弱。由此得出结论：距离越大，库仑力越小。
改进后的实验有以下优点：（1）M和小球的带电量大大增加，丝线的偏角很大，现象十分明显。（2）通过改变起电机的摇动速度， 可以定性地控制M和小球的带电量的多少。（3）利用较长的丝线，把比较θ转化为比较弧长，使观察和记录工作更容易。（4）避免了移动悬点P[,1]、P[,2]、P[,3]这一麻烦而毫无意义的工作，代之以灵活移动M减小了操作难度。
实验时应注意，由于起电机输出的电压很高，如果直接把丝线和铝箔小球相连，则丝线同时会被带电，演示时丝线会受到排斥向右成弧形，如图3所示。为此， 我们用绝缘胶布把丝线的末端和铝箔相连但并不直接接触，而用细铜丝把放电杆和铝箔小球直接相接触对小球供电。
