关于库仑定律实验的改进，本文主要内容关键词为：库仑定律论文，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，用带正电的物体去排斥另外一个系在丝线上带正电的小球，观察在不同位置丝线偏离竖直方向的角度，并比较受力大小。然后，增加或减少丝线上小球的带电量，保持小球到带正电的物体的距离不变，再观察小球的受力变化。事实上，这个实验很难演示成功。
图1 实验图
一、存在的问题
1.实验本意是先利用摩擦使物体带电，但这种方法能使物体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，3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，笔者对该实验进行了改进。
二、实验器材
静电起电机1台，1个500mL量筒，长约50cm女性发丝1根，中间带孔小铁球2个（其中1个用铁丝焊接），用薄铝箔制成的空腔小球1个（沿直径方向打有2个小孔），去除内部油和笔头滚珠的圆珠笔芯1支，比量简直径略大的2块圆形泡沫板。
三，实验装置
实验装置如图2-a所示，将发丝一端固定在1块泡沫板上，并将泡沫板垫在量筒的底部；如图2-b所示，再将发丝穿过空腔小球和焊有铁丝的小球，并从笔芯中穿过，将笔芯头插入小铁球的孔中，再用笔芯将其固定在另1块泡沫板的中央，把笔芯管和铁丝从泡沫中穿过。
四、实验操作
1.将量筒开口向下，并用铁夹固定在铁架台上，通过笔芯将发丝绷直，由于发丝光滑，阻力很小，所以轻铝箔下滑与铁球接触。
2.将起电机的1个输出端与铁丝相连，并转动起电机对铁球和铝箔充电，由于轻铝箔与铁球接触，所以轻铝箔带电后，由于斥力作用而悬浮起来，并记下小铝球对应的刻度。
3.将起电机的输出端与铁丝断开连接，并用另1个铁球与铁丝连接（注意：接触时不要引起小铁球与铁丝之间的放电），将铁球移开放完电，再与铁丝连接，这时量筒内的小铁球的电量大致省为原来的1/4。这时，我们会发现小铝球悬浮位置下移，而且通过再次读刻度发现，两球之间的大致距离变为原来的1/2。
由于本实验采用了起电机，所以2个小球的带电量得到了保证，而且整个实验便于操作。通过量筒的读数，我们不仅能够定性地验证库仑定律，还可以从数值上比较满意地验证库仑定律。另外，该装置也克服了实验对天气的依赖性，如果天气潮湿，我们则可以先用电吹风干燥量筒，然后再操作实验，这样仍能得到同样的实验效果。
图2 实验图
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