活动设计：自制验电器

你曾经被静电吓到过吗？这个巧妙的装置可以测量电荷（图1）！

图1 如果没有电荷的话，锡箔纸条会自由悬挂在杯子中

实验条件及材料

● 透明的塑料杯或葡萄酒杯

● 回形针

● 锡箔纸

● 纸

● 剪刀

● 气球

● 用来摩擦气球的毛茸茸的物品。动物纤维效果最好——例如羊毛、安哥拉毛、羊绒，或者你也可以用你头上的头发！

活动步骤

（1）剪1张杯口大小的纸（图2）。

（2）把回形针掰直，将一端弯成直角，另一端弯成钩状（图3）。

（3）剪2条1厘米宽、3厘米长的锡箔纸。

（4）把1条锡箔纸放在另一个上面，并把它们一起挂到回形针的钩子末端（图4）。

（5）用回形针的直角一端刺破纸，然后把纸放在杯口上（图5）。

（6）这2张锡箔纸条应该通过回形针的直角端被悬空挂在杯子里。如果它们碰到杯子底部了，就把回形针的直角端多弯一部分，这样它们就可以自由地悬空挂在杯子里了（图6）。

（7）把气球吹起来，并把开口扎好。用你准备好的毛茸茸的物品快速摩擦气球，给它“充电”。

（8）将带电的气球靠近杯子的一侧。会发生什么呢（图7）？

图2

图3

图4

图5

图6

图7

活动概述

当你用羊毛织物摩擦气球时，织物内原子中的一些电子就会转移到气球上，这些额外的电子使气球的总电荷为负。气球的橡胶外层是绝缘的，这意味着电子不能轻易通过这层橡胶，所以电荷保持不变。

负电荷意味着在充过电的气球表面周围形成了一个电场，这个电场可以影响其他带电粒子。

当带电的气球靠近装有锡箔纸条的杯子时，电场会穿过玻璃。锡箔纸条是导体，与绝缘体不同，导体是一种电子可以轻易穿过的材料。锡箔纸条中的电子被气球上的电场排斥而移动离开，这就造成了锡箔纸条内的电荷不平衡。

如果2个锡箔纸条带有不同的电荷——一个带正电，一个带负电——它们就会相互吸引。如果它们带有相同的电荷，不管是带正电还是带负电，它们都会相互推开。锡箔纸条的运动方式表明存在净电荷（更多的负电荷或更多的正电荷）。用来检测和测量电荷的仪器就叫作验电器！

原文刊载于《中国科技教育》2022年第1期活动设计栏目，中国青少年科技辅导员协会会员可点击“阅读原文”登录杂志官网免费浏览全文。

公众号：中国科技教育

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