金属箔角度增大或减小意味着什么?为什么?为什么验电器增加同种电的时候金属箔的角度会增大?增加异种电的时候金属箔的角度会减小?负电荷遇上正电荷如果负电荷多那么验电器金属箔会有什么反应?为什么?正电荷多呢验电器和静电计是研究静电场特性的两种重要实验仪器,但对这两种仪器在结构和作用方面的异同,多数学生并不清楚,甚至存在一些误解。
验电器的结构是在一绝缘底座上装一鼓形铁壳,铁壳的前面装有透明玻璃,后面装有标有刻度的毛玻璃,在金属壳中绝缘地安装一根金属杆,杆的上端为金属小球,金属杆下部的水平轴上装有金属指针,可绕水平轴灵活转动。圆筒的底部有接线柱,可用来接地或与其他导体相连。这样,静电计的金属外壳与内部的金属杆及金属指针构成了一个特殊的电容器。
最常用的金箔验电器,它是检验物体是否带电的最简单的仪器,构造如图1a所示。在玻璃瓶口处有一橡胶塞,塞中插一根金属杆,杆的上端有一金属球,下端悬挂一对金箔(或铝箔)。当带电体与金属小球接触时,箔片因带同性电荷相排斥而张开。为了避免气流的影响,金属棒和箔片封闭在一个玻璃瓶中,棒与瓶间有绝缘材料相隔。高中物理课本上介绍的验电器如图1b,是历史上第一个验电器,是英国的W·吉伯在实验过程中制作的,也是金箔验电器,结构基本上相同。
而静电计是用静电方法测量电势差的仪器。实验室常用的静电计是布劳恩静电计,如图1c所示。例如认为"只要把验电器的金属箔换成金属指针就变成静电计",对"静电计为什么能测量电势差"、"静电计不能用来测量直流电路的电势差"等问题,本文对这两种仪器的结构和用途等方面的差异作些必要的辨析。