【初中物理實驗】：玻璃棒摩擦生電注意問題

【初中物理實驗】：玻璃棒摩擦生電注意問題
在現行的中小學物理教材中講述過用絲綢磨擦過的玻璃棒帶正電。我通過實驗發現：如果玻璃棒的溫度升高，用絲綢磨擦過的玻璃棒，玻璃棒既可以帶正電也可以帶負電; 同時玻璃體也可能由絕緣體轉變為導電體。實驗介紹如下：
1 實驗器材
小學或中學實驗室常規配備的靜電實驗盒三盒，1500瓦電爐一個; 220伏交流電源一台， 220伏帶燈座白熾燈泡一個， 酒精噴燈一盞，自製帶電極玻璃體，220伏白熾燈座一隻，電工用實驗板一塊，220伏開關一隻，適合220伏用導線若干。
2 實驗操作規程及實驗結果：
2.1 玻璃棒磨擦起電實驗
用乾燥清潔的毛皮和橡膠棒 相磨擦，使橡膠棒帶上負電荷 並放在絕緣支架上，再用乾燥清潔的玻璃棒和絲綢相磨擦，使玻璃棒帶電並接近但不接觸前一根帶負電橡膠棒時， 可以觀察到橡膠棒被拉著在支架上旋轉，即相互吸引，證明此時用絲綢磨擦過的玻璃棒帶正電荷。
在地面上放好1500瓦電爐，在距爐面豎直高30 ～40厘米左右的地方架起可橫放玻璃棒的框架，將幾根實驗用玻璃棒放於其上， 接通電爐烘烤，此時玻璃棒的環境溫度可以達到50～85攝氏度左右，當烘烤時間在30～50分鐘左右，取烘後的玻璃棒與乾燥清潔的絲綢相磨擦，將磨擦後帶電的玻璃棒接近不接觸操作規程1中支架上帶負電的橡膠棒 時，可觀察到橡膠棒被推著旋轉，即相互排斥; 將磨擦後帶電的玻璃棒 接近不接觸操作1中放在支架上帶正電的玻璃棒 時，可觀察到 玻璃棒被拉著在支架上旋轉，即相互吸引， 由此可以證明用絲綢磨擦玻璃棒 帶負電荷。
上述實驗證明：在常溫條件下， 用絲綢磨擦過的玻璃棒帶正電荷， 在上述相對的特殊條件下，用絲綢磨擦過的玻璃棒帶負電荷。
2.2 玻璃體絕緣性能實驗
實驗1 用220伏用導線將220伏帶燈座白熾燈泡和開關串聯安裝在電工用實驗板上，然後連接在交流電源220伏輸出端，在檢查串聯無誤和保證安全的條件下，接觸電源，合上開關，可觀察到：白熾燈發光，說明線路器材完好。
實驗2 將自製帶電極玻璃體安裝在220伏白熾燈座上，再將其串聯安裝在上述實驗1的線路之中，在檢查整個串聯無誤和保證安全的條件下，接通電源，合上開關，可觀察到：白熾燈不發光，說明自製帶電極玻璃體不導電，可以證明此玻璃體具有絕緣性，說明玻璃是相當良好的絕緣體。
實驗3 上述實驗2通電時，用酒精噴燈外焰加熱自製帶電極玻璃體，當玻璃體被加熱達到紅熾狀態時，可觀察到：白熾燈發光，說明自製帶電極玻璃體導電， 可以證明此玻璃體具有導電性，此時的玻璃體是導電體。上述實驗證明玻璃既可以是絕緣體又可能是導電體。具體原因估計與玻璃的原子分子結構及溫度效應有關。歡迎老師們繼續探索研究。