尖端放电—静电滚筒

【实验目的】

演示尖端放电形成的电风吹动转筒旋转的现象。

【实验器材】

电风转筒仪，如图43-1所示，直流高压电源。

图43-1

【实验原理】

在针形导体接通高压电源后，针形导体就带电了。因为电荷密度与表面曲率半径有关，曲率半径越大，电荷分布越少；反之越多。所以导体尖端处电荷密度最大，附近场强最强。在强电场的作用下，使尖端附近的空气中残存的离子发生加速运动，被加速的离子与空气分子相碰撞时，使空气分子电离，从而产生大量新的离子。与尖端上电荷异号的离子受到吸引而趋向尖端，最后与尖端上电荷中和；与尖端上电荷同号的离子受到排斥而飞向远方形成“电风”，即电离的气体流，从而推动转筒快速旋转。

【实验操作与现象】

演示前将放电排针杆错开，对着圆筒的边缘部分。把电源正、负极分别接在放电排针杆上端或下端处，接通高压电源，看到转筒由慢到快地旋转。演示后，关闭电源。

【注意事项】

1．转筒旋转的起动电压约几千伏，转速快慢与外接高压高低成正比，但高压不能超过四万伏。

2．放电排针杆与旋转圆筒保持相切并靠近，但不能接触。

3．由于电源电压较高，关闭电源后，不能完全充分放电，故应取下电源任一极接头，与另一极接头相碰触人工进行放电，以确保仪器设备和操作者的安全。

4．晴天演示电源电压应降低些，阴天演示电源电压应提高些。

5．静电高压电源是用一号电池供电， 改变电池伏数（即改变电池电压输出电极位置），高压输出亦随之改变。