范德格拉夫发生器实验

问题

用范德格拉夫发电机探索电流和电压的概念。

当发电机启动时，如果你触摸它会发生什么?

材料

• 2个范德格拉夫发生器
• 一双胶底鞋
• 金属叉
• 服装假发

过程

1. 穿一双胶底鞋!这将有助于将你与地面隔离。
2. 把范德格拉夫发生器放在桌面上。
3. 在发电机关闭时触摸它以释放当前表面上的任何静电。
4. 打开发电机。
5. 碰它!会发生什么呢?感觉怎么样?
6. 保持你的手在发电机上，把你的空闲的手更接近金属叉。会发生什么呢?
7. 关掉发电机。
8. 把化妆假发盖在发电机上。打开它，观察会发生什么。
9. 关掉发电机，取下假发。
10. 打开发电机。
11. 拿起金属物体(比如叉子)，在绝缘的物体上摩擦，比如地毯或衣服。你为什么要这么做?
12. 把它靠近球体，看看会发生什么。

结果

在发电机开着的时候碰它会让你的头发竖起来!同样，当发电机启动时，假发上的头发会竖起来。把你的空手靠近一个金属物体，你的身体会放电，你会听到砰的一声!带正电的金属物体靠近带负电的发电机会产生可见的火花，就像微小的闪电!

为什么?

胶鞋有助于将你与地面隔离，让电荷在你的身体上积聚，而不是直接流经你进入地面，而地面是电势最低的区域。塑料脚凳或其他绝缘材料制成的物品也可以。地毯也是一个不错的绝缘体，这就是为什么你经常可以穿着鞋子在地毯上走动，你产生的静电会吓到你的朋友。

当发电机启动时，由于电子聚集在球体表面，它就带负电荷。当你接触球体时，电子会流到你的身上，而你的身体是带中性电荷的。当电子流过表面时，它们会到达你手臂和头上的头发。同性电荷相互排斥，因为头发很轻，电荷的排斥足以使头发远离身体的其他部分。这也是为什么假发的丝线会竖起来。

放电时产生的声音是由电子瞬间跳过空气屏障引起的!闪电也会发出声音，空气中的放电产生了我们所知的雷声。我们先看到闪电后听到雷声，因为光比声音传播得快。

在地毯或织物上摩擦叉子等金属物体会导致许多电子移动到你摩擦物体的地方。这会产生一个带正电的物体。把它放在带负电荷的范德格拉夫发生器附近，就能产生足够大的电位差，产生可见的火花。如果你没有得到火花，很可能是你的物体正电荷不够。