尖端放電演示實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、 物理與電子工程學(xué)院課程名稱:物理演示實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)名稱:尖端放電演示報(bào)告班級(jí):11物一姓名及學(xué)號(hào):朱小玲(1112010142) 高 洪(1112010105) 主講老師：劉韜容尖端放電演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模翰旒舛朔烹姰a(chǎn)生的一種力學(xué)現(xiàn)象，加深了解尖端放電。實(shí)驗(yàn)儀器：高壓電源、蠟燭、電風(fēng)吹焰儀導(dǎo)入：在初中物理課本“防止雷電”一節(jié)內(nèi)容中，課本中只簡(jiǎn)要介紹了避雷針，是把針狀金屬放在建筑物的頂部，再用一根很粗的金屬絲接人大地。每當(dāng)老師在講解這些內(nèi)容時(shí)，學(xué)生往往會(huì)問，為什么指向空中的金屬要做成針狀？對(duì)此，教師往往用一句“尖端易放電”敷衍過去。結(jié)果學(xué)生既不知道“尖端易放電”的道理，也沒有看到“尖端易放電”

2、的現(xiàn)象，給教學(xué)帶來了一些遺憾?，F(xiàn)在，我們就用演示實(shí)驗(yàn)的方法，讓同學(xué)們解開在心底多年的疑惑。試驗(yàn)演示：其實(shí)我們尖端放電試驗(yàn)的儀器很簡(jiǎn)單，試驗(yàn)也很容易，他們由高壓電源，電風(fēng)吹焰儀，以及最重要的蠟燭組成，現(xiàn)在，我們將高壓電源的輸出端（正極）連接到實(shí)驗(yàn)用的針形導(dǎo)體上，并讓電源的接地線接觸地面；點(diǎn)燃蠟燭，是不是看到燭焰和平常的沒有什么不同呢？接下來，就是見證奇跡的時(shí)刻了。我們接通電源，打開高壓電源開關(guān)， 將針形導(dǎo)體尖端靠近點(diǎn)燃的火焰底部。大家猜想下會(huì)有什么現(xiàn)象發(fā)生呢？首先 ，我們聽到了“吱吱”的響聲，還看到了燭焰向遠(yuǎn)離尖端的一方偏斜，（現(xiàn)在，哪位同學(xué)愿意來感受下靠近尖端時(shí)會(huì)有什么感覺呢？然后說下有什么感

3、覺）其實(shí)，當(dāng)我們走近尖端的位置，還能感到有靜電的存在，并向自己迎面撲來。當(dāng)我們慢慢加大電壓，看到燭焰傾斜程度越來越明顯，甚至火就要熄滅了，一個(gè)簡(jiǎn)單的裝置，竟有如此大的威力，這是為什么呢?試驗(yàn)原理：在靜電平衡時(shí)，導(dǎo)體所帶的電荷僅分布在導(dǎo)體的表面，且導(dǎo)體表面上的電荷分布于導(dǎo)體的表面形狀有關(guān)；導(dǎo)體表面越尖銳的地方，聚集的電荷量越大，該處附近的電場(chǎng)強(qiáng)度也越強(qiáng)，在高壓電場(chǎng)的作用下，尖端附近的空氣中殘存的少量離子做加速運(yùn)動(dòng)，那些被加速的離子與空氣分子碰撞時(shí)，使空氣分子電離，從而產(chǎn)生大量新的離子，與針尖上極性相反的離子被吸引到針尖上，與針尖上的電荷發(fā)生中和，極性相同的離子受到排斥而飛向遠(yuǎn)方，形成了“電風(fēng)”。

4、這就是導(dǎo)體的尖端放電現(xiàn)象。也就是這“電風(fēng)”，把尖端附近的蠟燭火焰吹向了遠(yuǎn)離尖端的一邊。而我們所聽到的“吱吱”聲，是由于高壓電源產(chǎn)生的，說明我們需要在足夠高的電壓下才能完成實(shí)驗(yàn)，我們所感受到的靜電現(xiàn)象，也就是“電風(fēng)”里的離子運(yùn)動(dòng)形成的。當(dāng)電壓越來越高時(shí)，電風(fēng)也會(huì)越來越大，到一定程度下就可以把燭焰吹滅。拓展：尖端放電的發(fā)生還與周圍的環(huán)境有關(guān)，環(huán)境溫度越高越容易放電，因?yàn)闇囟雀?，電子和離子的動(dòng)能就越大，更容易發(fā)生電離。應(yīng)用：尖端放電原理在日常生活中有很重要的作用，比如一般的電子打火裝置，避雷針，還有工業(yè)煙囪除塵的裝置，都運(yùn)用了尖端放電的原理。就避雷針來說，高大建筑物上都會(huì)安裝避雷針，當(dāng)帶電云層靠近建

5、筑物時(shí)，建筑物會(huì)感應(yīng)上與云層相反的電荷，這些電荷會(huì)聚集到避雷針的尖端，達(dá)到一定的值后便開始放電，這樣不停的將建筑物上的電荷中和掉，永遠(yuǎn)達(dá)不到會(huì)使建筑物遭到損壞的強(qiáng)烈放電所需要的電荷。也就保護(hù)了建筑物。思考與討論：1. 實(shí)驗(yàn)過程中我們要注意些什么？答：a、注意高壓電源的安全使用，不要用潮濕的手觸及高壓電源。b.演示完畢后，先關(guān)掉電源開關(guān)，再用導(dǎo)線放電。c.保證實(shí)驗(yàn)環(huán)境中沒有風(fēng)吹到，影響實(shí)驗(yàn)效果。2.燭焰的偏斜僅僅是因?yàn)椤半婏L(fēng)”的作用嗎？答：不是的，燭焰的偏斜不僅受到電風(fēng)的作用，也受到電場(chǎng)力的作用，所以使?fàn)T焰偏斜的不一定是“電風(fēng)”形成的。3.為什么實(shí)驗(yàn)時(shí)我們用的是蠟燭火焰，而不是酒精燈火焰，或者其他的，燭焰到底有什么樣的性質(zhì)呢？答：因?yàn)橄灎T火焰是流體而且是在高溫下電離了的燃燒氣體，而電風(fēng)是高速