避雷针-科学探究实验室设备仪器,数字化实验室设备器材

【实验目的】
1、探究尖端放电的现象及规律特点。
2、知道闪电的形成原因。
3、理解避雷针的工作原理。
【实验器材】
避雷针演示仪,直流高压电源。如图所示。
【实验原理】
当避雷针演示仪接入静电高压电源,打开电源开关后,绝缘支架上的两个金属板带电了。在极板间电压超过1万伏时,由于导体尖端处电荷密度大于金属球处,所以金属尖端附近形成了强电场,在强电场的作用下,空气分子被电离,致使极板和金属尖端之间处于连续的电晕放电状态,即尖端放电现象。在实际应用中,尖端导体与大地相连接,云层中的电荷通过导体与大地中和,因而避免了人身和物体遭到雷电等静电的伤害。如高层建筑物顶端都安有高于屋顶物体的金属避雷针。
【实验过程及设计】  
1、将静电高压电源正、负极分别接在避雷针演示仪的上下金属板上,接通电源,金属球与上极板间形成火花放电,可听到劈啪声音,并看到火花。若看不到火花,可将电源电压逐渐加大。演示完毕后,关闭电源并放电。
2、用手按下绝缘柄,使顶端呈圆锥状(尖端)的金属物体,可听到金属球放电的声音明显减小,而尖端金属物体放电声音不断增大?梢钥吹郊舛擞肷霞逯湫纬闪囊惶醴诺缁鸹ㄏ赶。
3、让当尖端的金属缓慢下降,观察金属球何时发生明显放电现象。
【探究问题】  
1、为什么会发生尖端放电现象?
2、闪电是如何产生的?
3、为什么避雷针要做成尖的?
 
【注意事项】  
实验时,身体不能碰触仪器的金属部分。实验完毕,应先关闭电源并及时放电。

 

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