浅议物理“静电实验”的教学技巧.docVIP

精品论文 参考文献 浅议物理“静电实验”的教学技巧 陈　斌　贵州省瓮安县第二中学　550400 摘　要：实验，是自然科学研究的重要方法，也是自然学科教学的重要手段。物理学是一门以实验为基础的科学，物理实验方法既是科学家研究问题的方法，也是学生在学习物理、掌握物理知识和运用物理知识解决实际问题中常用的方法。新课标也要求学生掌握一些探究问题的物理方法。 关键词：物理　实验　技巧 决定静电实验成败的关键是绝缘问题，而绝缘状况是否能达到实验要求，主要与下述几个因素有关：所用仪器的质量，环境清洁度和温湿度，实验操作技巧等。 一、静电绝缘材料的选择 仪器质量在很大程度上取决于仪器的绝缘材料。目前中小学校的实验设备中，静电仪器所用的绝缘材料大致有以下几种：普通橡皮、胶木粉压制品、石蜡、松香、火漆、玻璃、瓷、硬橡胶、塑料和有机玻璃。 其中普通橡皮和胶木粉压制品的绝缘较差，尽管这两者在日常生活用电和动力用电中常常被用作绝缘体，但日常用电的电压远远低于带静电物体的电势，后者通常可达几千至数万伏。所以在修理或更换静电仪器部件时，不能用普通橡皮和胶木粉压制品去替代原有的绝缘材料。 石蜡、松香与火漆的绝缘性能尚可，但它们的坚固性较差，不宜用来作固定仪器的绝缘支柱和绝缘手柄等等。通常只能用作绝缘填充块，比如验电器金属杆及外壳之间的绝缘材料。石蜡、松香与火漆的共同缺点是表面易受潮，很容易粘附尘垢，且被粘附尘垢后不易除去，常常需要用刀刮去其表层或重新填注。另外，时间一长，还会产生裂痕。当仪器产生裂痕后，会引起许多毛疵和棱角，使表面的绝缘性能遭受破坏。 玻璃和硬橡校具有一定的坚固性，绝缘性能也较好，常被用来作绝缘支柱和绝缘手柄的材料，如起电捧、莱顿瓶、起电机横梁等。但玻璃表面易凝附水气，特别在潮湿天气或温度突然变化的情况下更是如此。补救这一缺点的有效办法是在玻璃表面涂一层绝缘漆。硬橡胶的缺点是受热或长时间受力后容易变形，受光后表面会发绿褐色。变形或表面产生绿褐色后，其绝缘性能也会随着显著下降；除去绿褐色的表面的能恢复绝缘性。 塑料和泡沫包装塑料用作静电仪器时，它们的绝缘性能均很好。泡沫包装塑料不易加工光滑，不够坚固，但供静电实验时作绝缘底板用，效果十分良好。如果用塑料制作绝缘材料，一般来说，无色塑料制品比其他有颜色的塑料制品绝缘性要好，因后者大多有填充材料掺和进去。其他绝缘材料也是同样的，选择无色的比有色的好。 有机玻璃是目前作静电仪器最好的材料，它的绝缘性能十分良好，耐潮湿的情况也比玻璃和硬橡胶要好。用它作起电棒、起电盘、验电器绝缘套、感应起电机转盘及各种绝缘支架等都很合适。而且便于进行机械加工，制成的零件坚固、耐用、轻巧、美观，几乎能满足所有中学静电仪器的绝缘性。 二、绝缘性及其环境卫生的影响 静电仪器的绝缘性与它周围环境的清洁情况，特别是空气中的湿度和温度有很大关系。温度越高，空气中饱和水汽的密度越大，所以当相对湿度相同时，温度越高，空气中的绝对湿度就越大。而湿度越大，绝缘体的绝缘性能就越下降。虽然纯水本身是不良导体，但在日常空间里做实验时，水汽总是与灰尘、污垢等物一起附着在仪器表面，这些灰尘、纤维、油污和汗渍等均不乏带有导电的成份，还会造成许多微小的尖端，使电荷直接从尖端通过电晕放电。 三、烘箱的制作与使用 当空气温度突然升高时，仪器表面的温度常比环境温度低，水汽容易凝附在仪器表面上，特别是金属和玻璃的表面上。由于这一原因，冬天做实验时，当仪器由寒冷的空间转变入较暖和的教室时，人体呼出的大量水汽就很容易附着在仪器表面，使实验失败。补救的办法是，可以将仪器预先烤热。 如遇到温湿度特别高的天气，或者仪器由于某些原因受潮相当严重时，实验前均应对仪器作烘烤处理。烘烤较为理想的热源是250瓦特的红外线灯炮。为了烘烤方便，可以做一只专用烘箱。箱的前后两侧可用有机玻璃制作，其他面都用板材即可，在电源引入线中串接一只电压调节开关，用来控制箱内温度。仪器被烘温度不宜过高，应控制在50℃以内(感觉热而不烫手)。因为温度过高会使绝缘材料老化，失去原有的绝缘性，并且难以恢复。但有些仪器，如静电羽的丝线、电摆的小球等，不能太干燥，太干燥反而不利于电荷的储存和传导，稍微潮湿一点实验效果会更好。 要做好静电实验，还应注意人为技巧。如实验前需将手洗净擦干，切忌用汗手或脏手去接触仪器。特别当汗附着在金属部分时，不但当时会产生漏电，而且易使铁制零件生锈，形成很多尖端，造成以后的漏电。用以擦拭仪器表面的布，必须是清洁干燥而且不易脱落纤维的布，如果有棉花等纤维掉落在仪器上，就很可能造成漏电。 例如在清