范式起電機的【實驗現(xiàn)象】

1.使頭發(fā)豎立：由于人身導電，所以當起電機啟動時，電荷便傳到身上。因為頭發(fā)上的電荷互相排斥，頭發(fā)便豎立起來。（圖片腦補）

2.吸引發(fā)泡膠球：當發(fā)泡膠球移近起電機的球形罩時，發(fā)泡膠球中分子內(nèi)的電荷分布將發(fā)生變化。在分子內(nèi)，正負兩極的電荷被輕微地分離，產(chǎn)生所謂極化的現(xiàn)象。此時球形罩上的電荷與分子內(nèi)相反的電荷產(chǎn)生微小的吸力，從而吸引整個發(fā)泡膠球。

3.排斥紙屑。

此外，該實驗能產(chǎn)生高電壓，但能量小，不會對人體產(chǎn)生傷害，當然自己也可以采用一些安全措施，這個實驗還是挺有趣的。

范式起電機——起電原理介紹

尖面放電原理

傳送帶左邊做上行運動、右邊做下行運動。負電荷隨著傳送帶的上行而上移，當負電荷到達上滾輪附近時，在上滾輪附近設置有集電梳，所謂集電梳就是一排整齊的金屬尖針，它的外形正像日常生活用品-梳頭的梳子。在尖面導體強電場的作用下，與尖面電荷極性相反的離子飛向面端跟尖面電荷中和；與尖面電荷極性相同的離子受到排斥背離尖面飛走，這就是所謂尖面放電。根據(jù)尖面放電原理，傳送帶上的負電荷（束縛電荷）經(jīng)過集電梳時必然發(fā)生尖面放電，負電荷飛向尖面并迅速分布到球殼表面?？傊?，在尖面放電的作用下，傳送帶的負電荷順利地轉(zhuǎn)移到金屬球外表面。

范式起電機的起電原理

火花放電原理

起電機金屬球相當于一個電容器，這個電容器可視為兩個同心球殼構(gòu)成，一個球殼半徑是R ；另一個球殼半徑為無窮大，兩球殼組成的電容器容量是C=4πε0R。集電梳作用就是給這個電容器不斷充電。大球帶上足夠的負電荷后，將小球靠近大球，可看到明亮的電火花同時聽到爆鳴聲，即發(fā)生了“火花放電”。火花放電時碰撞電離并不是發(fā)生在兩個電極之間的整個區(qū)域，而是發(fā)生在狹窄曲折的閃光通道中?？諝鈸舸┖笸蝗挥山^緣體變?yōu)閷w，兩個電極上的電荷很快中和，因此放電之后兩極間的電壓迅速降低，火花放電很快停止。需要等待起電機繼續(xù)起電，當兩極間的電壓又升到一定數(shù)值方能再次看到火花放電，所以火花放電是間斷發(fā)生的。

感應起電原理

范氏起電機可演示感應起電實驗。摩擦起電與感應起電是兩種基本的靜電起電方式。當起電機的金屬球帶上一定電荷時，教師手持驗電器慢慢靠近金屬球，學生看到驗電器的兩箔片逐漸張開，靠得越近張開的角度越大；再將驗電器逐漸遠離金屬球時張角變小，驗電器離開金屬球足夠遠時兩箔片合攏。這就是感應起電實驗。在感應起電過程中驗電器所帶的凈電荷等于零。然而驗電器與金屬球靠得足夠近時發(fā)生火花放電，此時驗電器帶上了凈電荷，再將驗電器遠離金屬球時兩箔片不再合攏。