[发明专利]一种静电炮教学演示仪器及使用方法

权利要求书

1.一种静电炮教学演示仪器，其特征在于，一种静电炮教学演示仪器，具体包括具有携带电荷能力的球、静电筒绝缘外套、连接件、高压电源、静电筒、环状金属导体、静电筒内侧固定件和静电筒外侧固定件；

静电筒外侧固定件与静电筒绝缘外套相连接，静电筒绝缘外套通过静电筒内侧固定件与静电筒相连接，静电筒内侧每隔一段距离均匀放置一段环状金属导体，环状金属导体通过连接件与高压电源相连接；

所述具有携带电荷能力的球，具有携带电荷的能力，且其直径小于静电筒直径；

静电筒绝缘外套，采用绝缘材质制作的筒状绝缘外套，为静电筒提供完全绝缘的外表面其直径大于静电筒直径；

连接件，为导体，用于连接环状金属导体与高压电源；

高压电源为高压直流20千伏～25千伏之间；

静电筒为静电炮的炮筒，为静电场提供绝缘环境，采用绝缘材质制成；

环状金属导体，与高压电源配合为具有携带电荷能力的球提供电场，各段环状金属导体分别交替与高压电源正极或者高压电源负极相连接；其材质为铜箔或者铝箔；环状金属导体宽度小于等于4毫米；

静电筒内侧固定件，将静电筒固定在静电筒绝缘外套上；

静电筒外侧固定件，将静电筒绝缘外套固定在水平面上，与水平面夹角为θ；

具有携带电荷能力的球启动合力要求，即具有携带电荷能力的球能够穿过静电炮的条件为：

F＝QE-mgsinθ＞0

其中，F是具有携带电荷能力的球受到的合力，Q是具有携带电荷能力的球的电量，E是电场强度，m是具有携带电荷能力的球的质量，g是重力加速度，θ为静电筒绝缘外套轴线与水平面夹角。

2.一种静电炮教学演示仪器的使用方法，采用权利要求1所述一种静电炮教学演示仪器实现，其特征在于，所述一种静电炮教学演示仪器使用方法：接通高压电源，使静电炮中各段环状金属导体之间存在静电场，将具有携带电荷能力的球放置于静电炮的炮口处，并带上第一段环状金属导体所带电荷，在第一段环状金属导体与第二段环状金属导体所产生的电场力中，带上第一段环状金属导体所带电荷具有携带电荷能力的球，受到第一段环状金属导体所带的相同的电荷的排斥力，并受到第二段环状金属导体所带的不同电荷的吸引力，具有携带电荷能力的球获得加速度并向出炮口移动；当移动到第二段环状金属导体时，具有携带电荷能力的球电荷符号改变同时受到，第一段环状金属导体与第二段环状金属导体所产生的电场力，和第二段环状金属导体与第三段环状金属导体所产生的电场力吸引，此时具有携带电荷能力的球受电场力大小相等，方向相反，即具有携带电荷能力的球受到电场力合力为零，但因具有携带电荷能力的球已经获取加速度并具有速度，具有携带电荷能力的球依靠惯性会进一步移动到下一段电场中，并在第二段环状金属导体与第三段环状金属导体所产生的电场中，再次获得加速度，并且进一步使具有携带电荷能力的球加速，直到具有携带电荷能力的球从出炮口发射出去。