中村講述-靜電計的工作原理

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第二十二課-靜電計的工作原理

靜電計，又叫電勢差計或指針驗電器，是中學(xué)靜電實驗中常用的半定量測量儀器。靜電計可以用來檢驗物體所帶電荷的種類

并且測量電量。

工作原理

金屬球、金屬桿、指針相當于電容器的一個電極，金屬外殼也相當于一個電極，它們之間是絕緣的。

其電容的大小由金屬殼的幾何尺寸的大小和金屬桿及指針的長短、位置所決定。因為指針的偏轉(zhuǎn)角變化對靜電計的電容的影響很小，

故在指針轉(zhuǎn)動過程中可近似認為靜電計的電容值不變。

現(xiàn)以測電容器電壓為例說明其原理。將一個已充電電量為Q的平板電容器與靜電計相連，此時指針和金屬桿帶正電，外殼的內(nèi)表面將出現(xiàn)負的感應(yīng)電荷，從而在金屬桿與外殼間形成電場，指針表面的電荷受到電場力的作用，或者說受到來自桿上同種電荷的排斥力及金屬盒內(nèi)壁的異種電荷的吸引力，使得指針偏轉(zhuǎn)，帶電量越多，場強越強，則指針的偏角也越大。

根據(jù)Q = CU，可知當靜電計電容保持不變時，靜電計兩極間的電勢差U 與其帶電量Q成正比，U越大，Q越大，指針所受電場力越大，指針張角因此就越大。由此可見，指針張角大小能定性地反映靜電計兩極間的電勢差的大小。

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