介绍几种能使水带电的方法

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高中物理在电场一章详细介绍了使物体带电的方法，主要有接触起电、摩擦起电和感应起电；但怎样能使水带电学生却难以想象，本文将分别介绍四种能使水带电的实验方法，并从实验原理上作了说明.

1 使水直接带电的简易方法

实验装置如图1所示：将装有塑料柄B并盛有清水的金属漏斗A固定在铁架台M上；A的下端接一段橡皮管C；C的下端连接玻璃管尖嘴E，尖嘴内径约0.6 mm；C的外部装有螺丝夹D，以调节从E射出的水流大小；用导线将A与感应起电机G的正电极相连；E下端垫放的盛水金属罐J和验电器N相连；为防止漏电，在J下面垫上塑料板H.

实验时，先旋松螺丝夹D，使一股线状水滴流从玻璃尖嘴E射向金属罐J的中央.G起电后，可观察到：由E射出的水流向四周散射，验电器N的箔片逐渐张开，表明水流带上了电荷.出现上述现象的原因是，当金属漏斗A带上大量正电荷后，使从E嘴射出的水流也同样带上正电荷.由于同种电荷相斥，使线状水流变成向四周散射的水滴流.金属罐J在收集了带正电荷的水流后也带上了正电荷，并且随着所收集的带电水的增多，所带电荷也增多.但验电器收集到一定电荷数后不再增加，故箔片只能张开至一定的角度.上述原理如图2所示.

如果将漏斗A与感应起电机G的负电极相连，重复上述实验步骤，那么金属罐J将带上负电荷.

2 静电感应使水带电

实验装置如图3所示：将装有金属柄P并盛有清水的金属漏斗A固定在铁架台M上；A的下端接一段橡皮管C；C的下端连接玻璃管尖嘴E，尖嘴内径约0.6 mm；C的外部装有螺丝夹D，以调节从E射出的水流大小；M上另外固定一个带有塑料柄B的直径为15 cm的金属圆板K，使K与E嘴相距约几厘米；用导线将感应起电机G的正电极与金属圆板K相连；E的下端垫放的盛水金属罐J与验电器N相 连；为防止漏电，在J下面垫上塑料板H.

实验时，先旋松螺丝夹D，使线状水流向下射入金属罐J内偏右的部分.当G起电后，金属板K带上了正电荷.由于静电感应，使从E嘴射出的水流因感应带上负电荷，这些带有负电荷的水流因同种电荷相斥，也向四周散开.并由于异种电荷的相吸，使带负电荷的水滴流向K板偏转，然后落至J罐内.这就使收集带电荷水流的J罐也因此带上大量负电荷，从而使验电器N的箔片张开较大的角度.表明水流带上了电荷.上述原理如图4所示.

如果要使J罐收集到的水带上正电荷，可将金属板K与起电机的负电极相连接.

3 尖端放电使水带电

实验装置如图5所示：将大号缝衣针A固定在有机玻璃棒B上，B棒用铁夹子C固定在铁支座M上，A针下方放一只盛满清水的塑料盆D，D下垫有绝缘板F，A针尖端距水面约5 cm～10 cm，用导线将缝被针A与感应起电机G的正电极相连，再用一根导线一端与验电器N相连，另一端部分插入D盆的水中.

实验时，转动感应起电机，使A针尖端处的面电荷密度增大，逐渐地使A针尖端附近形成很强的电场，以至产生尖端放电现象.A针尖附近空气中总带有残余的正、负离子，这些离子在电场力作用下做剧烈的加速运动，和空气分子相碰撞，将空气分子电离成许多新的正、负离子.在A针强电场作用下，这些正、负离子做定向运动：负离于受正电荷吸引，向A针运动，尽管被正电荷不断中和，但由于A处从感应起电机G的正电极中不断得到补充的正电荷，使A针始终保持正的强电场；正离子却受A针强正电场斥力作用，做远离A针的运动，到达D盆水中后，使盆内水带上正电荷.因此，验电器N的箔片逐渐张开.只要连续地转动感应起电机G，D盆内的水可获得大量正电荷，其对地电位甚至高达数千伏.上述原理如图6所示.

如果要使D盆内的水带上负电荷，只要将A针与感