[发明专利]一种电场线的模拟演示装置

说明书

技术领域

本发明涉及物理学上的一种电场线的模拟演示装置，俗称“怒发冲冠”，具体涉及的是2003年第1版，2005年4月第7次印刷的，经全国中学教材审定委员会2002年审查通过的，由人民教育出版社物理室编著、人民教育出版社出版的，全日制普通高级中学教科书《必修加选修》第二册。第三十章《电场》中“电场线”一节(课本第124-125页)的实验装置(参考教科书首页插图4)的一种模拟演示。

背景技术

教材中所编排的实验，实际上是一种电场线的模拟演示装置，俗称“怒发冲冠”，尽管实验目的明确、实验直观、生活化，容易激发学生的学习兴趣，但教材中的“怒发冲冠”实验只是一种图片，现实生活中只有在博物馆，科技馆类才能实现，如果真正要实现“怒发冲冠”现象，感应起电机至少要达到几十万伏以上的起电电压，而一般中学里现有的感应起电机只能产生几万伏的电压，从而无法达到这个技术要求，实验也无从谈起，因而在一般中学里很难实现。

发明内容

本发明要解决的问题是：利用一般中学里现有的只能产生几万伏电压的感应起电机，就可以实现演示“怒发冲冠”这一现象，使得实验直观、普及化，激发学生的学习兴趣，有利于学生的学习，有利于学校的教学。

本发明要解决的问题是这样实现的：一种电场线的模拟演示装置，包括带有放电叉杆的感应起电机，绝缘垫板，在站在绝缘垫板上的参与模拟演示的人体附有绝缘悬挂物；绝缘悬挂物可以为绝缘线；也可以为绝缘带；附有的绝缘悬挂物最好是不能互相接触。站在绝缘垫板上的参与模拟演示的人体，附有绝缘悬挂物，一般情况下绝缘悬挂物位于人的头部；也可以在头部附加非绝缘体制成的附着物，当然非绝缘体制成的附着物为帽子时，会使实验演示形象更佳。

由于采用了上述技术方案，就可以利用一般中学里现有的只能产生几万伏电压的感应起电机，实现演示“怒发冲冠”这一现象，使得实验直观、普及化，激发学生的学习兴趣，有利于学生的学习，有利于学校的教学。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1为本发明的一种电场线的模拟演示装置的工作示意图；

图中：1、绝缘垫板，  2、模拟演示的人，3、帽子，

      4、绝缘悬挂物，5、放电叉杆，    6、感应起电机

具体实施方式

利用一般中学里现有的只能产生几万伏电压的感应起电机6进行起电，这时感应起电机6产生的正负电荷分别向感应起电机6的两个附属放电叉5杆上集结，如果参与模拟演示的人2站在绝缘垫板1上，然后去接触感应起电机6的任一附属放电叉杆5，感应起电机6产生的电荷就会通过这一附属放电叉杆5，再通过人2的手源源不断的输送到人体的各部，人体在空气中只有很少一部分电荷被空气带走，但由于感应起电机6的电荷不断补充，使人体与感应起电机的一极达到动态的静电平衡。由于人体带的是同一种电荷，在同种电荷相互排斥力的作用下，使较轻的人体附有的绝缘悬挂物4根根竖立起来，按照电力线的方向自动分布起来，从而实现了“怒发冲冠”现象，较具体、生动的描绘了电场线分布，为实现教学目的提供了较好的实验模拟装置。

为了使实验的效果更明显，并且以尽可能低的起电机电压完成本实验，应当注意：1、绝缘悬挂物4最好不能互相接触；2、参与模拟演示的人2的头部带上帽子3，帽子3上装点绝缘悬挂物4，悬挂物4以绝缘纸条或绝缘线为宜，且不能互相接触的；3、帽子3以电的良导体为佳。

另外，需要说明的是，对于本行业所属技术人员来说，本发明的一种电场线的模拟演示装置还可以有许多等效变化，如本发明的一种电场线的模拟演示装置并非一定要在人体上演示；绝缘悬挂物可以有不同材料选择，包括粗细、长短以及相互间疏密程度的变化；帽子的不同材料、形状、结构选择等等，这些等效变化均应属于本发明的一种电场线的模拟演示装置的保护范围之中。