物理課外小制作:一個演示靜電的電鈴

2024年4月2日發(作者：彈簧測力計的構造)

一個演示靜電的電鈴

靜電的演示實驗是高中物理課上必做的實驗，而往往由于天氣潮濕實驗很難做好。根據這一情況，經

過反復試驗設計做了一個演示靜電的電鈴，現介紹如下。

L、器材準備

①靜電起電機一部；②鈴鐺兩個，可用演示電鈴上的鈴鐺；③直徑約2一3cm的小鋼球一個，做單

擺實驗的小鋼球就很好；④適量長度的細棉線；⑤鐵架臺一個。

2、安裝與調整

①把起電機上兩根放電桿前端的金屬小球旋下，拿掉大球，分別

套上鈴鐺，再旋上小球并擰緊；②把細棉線一端系在鐵架臺的橫桿

上，下端系在小鋼球上，細線長約80cm；③調整兩鈴鐺和小鋼球的位

置，使兩鈴鐺間的空隙距離約6～8cm，把小鋼球吊在兩鈴鐺的正中

間，距離兩鈴鐺分別為1—2cm左右，如圖1所示。

3、演示實驗

當安裝和調整好以后，搖動起電機搖把，我們就會看到小鋼球兩邊擺動撞擊鈴鐺，發出叮、叮、

叮……的鈴聲。

為了使靜電電鈴不斷發聲，只要不斷地慢慢搖動起電機就行了。但不要搖得太快，以免發生火花

放電，如果發生火花放電，小球會停止擺動。最好是首先慢慢搖動幾下起電機，使電鈴啟動后停止

搖動，待電鈴振動幾下后，再慢慢搖動起電機，搖動幾下后又停下，這樣搖動幾下停一會兒，再搖

動幾下又停一會兒……就能使電鈴不斷振動發聲。

靜電的演示實驗是高中物理課上必做的實驗，而往往由于天氣潮濕實驗很難做好。筆者根據這一

情況，經過反復試驗設計做了一個演示靜電的電鈴，現介紹如下。對于具體情況還要看當時的空氣

的濕度，若空氣濕度小，搖動起電機的速度就要慢一些，搖動次數也少一些;若空氣濕度大，搖動起

電機的速度就要快一些，搖動次數也多一些，只要反復試幾次就會掌握其規律。

如果空氣干燥可以很好地演示雷擊放電現象。只要快速搖動起電機，就會在小球與兩個鈴鐺之

間空隙產生雷擊放電的電弧，非常漂亮。

4、實驗原理

在起電機起電后就使兩個鈴鐺上帶上異種電荷，由于靜電感應，

金屬小球上產生感應電荷，距離帶正電鈴鐺較近的一面出現負的感應

電荷，距離帶負電鈴鐺較近的一面出現正的感應電荷，受到兩邊鈴鐺

上電荷的吸引，如圖2所示。

小球在兩個鈴鐺的中間，處于一種不穩定平衡狀態，很容易偏離平衡位置而擺向某個鈴鐺。假

設首先是擺向帶正電的鈴鐺，當小球與鈴鐺碰撞時，小球獲得正電荷，而隨即被帶正電荷的鈴鐺排

斥，且被帶負電的鈴鐺吸引，擺向帶負電的鈴鐺。同理，當小球與鈴鐺碰撞時，小球獲得負電荷，

而隨即被帶負電荷的鈴鐺排斥，且被帶正電的鈴鐺吸引，擺向帶正電的鈴鐺……。這樣小球在兩個

鈴鐺之間來回擺動，撞擊鈴鐺而有節奏地發出鈴聲。

若是在靜電電鈴啟動后停止搖動起電機，小球在振動過程中不斷地運送電荷，使兩個鈴鐺有

節奏的放電。兩鈴鐺間的電勢差越來越小，小球所受的靜電力也越來越小，擺動的頻率也越來越

小，最后慢慢地停止。

5、靜電電鈴的優點

①所需要的元件實驗室都有，不要到處找配件，組裝也很簡單；

②可以演示電荷的相互作用、靜電感應、雷擊放電等現象；

③做實驗很輕松，效果特別明顯