库仑扭秤的结构和操作

作者: zyjedifier 分类: 未分类 发布时间: 2018-11-23 19:04 ė views 6 没有评论

库仑扭秤的主要构造:1.上端可以旋转的旋钮(有一圈可供读数的刻度) 2.悬丝    3.平衡杆

                                          4.可动带电金属球     5.平衡端配重     6.固定金属球

库仑扭秤的原理

我们用力拉弹簧,力越大,弹簧的形变也会越大,科学表达为:在一定限度内,弹簧的形变与所施加的外力成正比。同样我们研究的金属丝也发现了类似的规律,当我们给金属丝悬挂的平衡杆一段施加外力时,发现外力越大,平衡杆带动金属丝旋转的角度也越大。

就像弹簧形变量可以测量力的大小一样,于是,金属丝的扭转角度也可以表示作用在它身上的外力大小。

扭秤实验的操作:我们知道静电力和距离有关、也和电量有关,也就是我要测出静电力大小,一定是有前提,

『带多少电量的电荷,在相距多远的位置的静电作用』

例如现在我们要测出的是QA,QB电量的电荷在距离r时的相互静电排斥力是多大。

当我们把带电小球A放入时,B球在静电作用下会被推走,在较远的位置达到新的平衡。

 

这时,作用在B球上的静电力显然比我们要测的力小了。显然B球旋转的角度反应不了距A球r距离处B球所受的静电力。这时就需要悬丝上端的旋钮来帮忙了。

回调旋钮,带动悬丝,让B球回到初始位置r处,这时,B球所受的静电力正是我们要测的力,悬丝的扭转形变正是旋钮回调过的角度,读出这个角度,可以表示此时静电力的大小。(悬丝的扭角θ是由旋钮的扭角α+带电小球的旋转角β共同叠加形成的,带电小球的旋转角度β反应了带电体的作用距离,只要证明θ与β的平方成反比也就是证明了库仑的平方反比定律。)

力可以测出,电量,两个相同的金属球相互接触,电量会均分,库仑利用这个规律还制造出Q、Q/2, Q/4这样带不同电量的带电小球,两小球的距离r也可以通过标度读出,最终合理的推出了两电荷之间相互作用规律。

附:库仑当时的实验数据

 

 

 

 

 

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