验电器与静电器有什么区别

 验电器和静电计是研究静电场特性的两种重要实验仪器，但对于这两种仪器在结构和作用方面的异同。

例如认为“只要把验电器的金属箔换成金属指针就变成了静电计”，验电器可以用来检验和比较不同带电体所带电量的多少”，“静电计不能用来测量直流电路中的电势差”等。对于这些似是而非的认识，有的老师的认识也是模棱两可，说不清楚。为了澄清上述问题，杉木静电结合这两种仪器在结构和作用方面的差异作简要辩析。 

一、验电器和静电计在结构上的差异 

主要结构是一根上端带有金属球的金属棒，在棒的下端悬挂着两片金箔。当带电体与金属小球接触时，金箔便得到同种电荷，因同性电荷相斥而张开。为了避免气流的影响，金属棒和箔片封闭在一个玻璃瓶中，棒与瓶间有绝缘材料相隔．

 
常用静电计，它的结构是在一绝缘底座上装一金属圆筒作为外壳，外壳的前面装有透明玻璃，后面装有标有刻度的毛玻璃，顶端带有金属球的金属杆插入圆筒内，金属杆和圆筒间装有绝缘套筒，金属杆下部的水平轴上装有金属指针，可绕水平轴灵活转动．圆筒的底部有接线柱，可用以接地或与其它导体相连。这样，静电计的金属外壳与内部的金属杆及金属指针构成了一个特殊的电容器。当内部的金属杆与指针带电时，金属外壳的内壁上会感应出异种电荷，使金属指针不仅受到金属杆所带的同种电荷的斥力作用，还受到外壳内壁上异种感应电荷的引力作用（此时外壳接地），也就是指针所受作用力的大小决定于壳内空间的电场强度的大小。

而电场强度决定于金属杆与金属外壳之间的电势差，因此其指针张角的大小由金属杆与外壳间的电势差来决定。而验电器的外壳为玻璃瓶，当壳内金箔带电时，在玻璃瓶上不会出现感应电荷，至多在内外表面上形成极微量的极化电荷，其影响完全可以忽略不计。故其玻璃外壳与内部金属杆不能共同构成电容器。验电器金属球和金属杆可看作是孤立的导体，其金箔张角的大小，只决定于金属球、金属杆所带电量的多少，与金属杆跟外壳间的电势差无关，更何况玻璃外壳根本不是一个等势体，其内外表面及表面上各点电势并不相等。这就是验电器和静电计之间的主要区别。 

2．工作原理不同 
静电计的金属杆、金属指针与金属外壳构成了电容基本不变的电容器。金属杆与指针带电时，金属外壳的内壁上会感应出异种电荷，使金属指针不仅受到金属杆所带的同种电荷的扩力作用，还受到外壳内壁上的异种感应电荷的引力作用（此时外壳接地）。指针所受作用力的大小决定于金属杆与金属外壳之间的电势差，因此指针张角的大小由金属杆与外壳间的电势差商定。 
验电器的外壳用玻璃制作，当壳内金箔带电时，在玻璃外壳上不会出现感应电荷，至多在内外表面上形成极微量的极化电荷，其影响完可以忽略不计，所心玻璃外壳与内部金属不能构成电容器。金属球和金属杆可看作是孤立的导体，金箔张角的大小只决定于金属球、金属杆带电荷量的多少，与金属杆跟外壳之间的电势无关。而且玻璃外壳不是一个等势体，其内外表面及表面上各点电势并不相等。这是能否电器和静电计之间的主要差别。 
3．作用不同 
静电计也称作指针式验电器，这说明它完全具备验电器的各种作用。由于静电度的特殊结构，使得它又具备验电器不能替代的某些作用。静电计的主要作用有： 

⑴定量测量两导体间的电势差。 
把静电计的金属球和金属外壳分别用导线与被测量的两个导体连接，当电荷停止移动后，静电计的金属杆与外壳之间的电势差等于被测量的两个导体间的电势差。 

⑵定量测量某导体的电势 
把静电计的外壳接地，金属球和被测导体相连，那么金属指针所指刻度就表示该导体和大地之间的电势差。取大志电势为零，此读数即表示该导体的电势。 
验电器的主要作用有： 

⑴检验导体是否带电。 
将被检验导体与验电器的金属球直接接触或用导线相连，观察验电器金物是否张开，即可判断导体是否带电。也可让被检验导体示与金属球接触而只是靠近金属球，如果导体带电，由于静电感应，也会使验电器的金属球和金箔上分别感应出异种电荷而使金箔张开。 

⑵检验导体所带电性 
让已经带上正电的验电器的金属球与被检验导体相靠近，如果验电器的金箔张角变大，说明被检验导体带正电，这是由于同性电荷相扩，使验电器金属球上的电荷向金箔转移而使用权金箔张角变大。如果金箔张角变小，说明被检测导体带负电或者不带电，这是由于异性电荷相吸，使金箔上的正电荷向金属球转移而使金箔张角变小，在这种情况下，可再让被检验导体靠近已经带上负电的验电器的金属球，若金箔张角变大，则可确认被检验导体带负电。