静电屏蔽实验

实验目的

观察静电屏蔽现象，理解静电平衡时空腔导体内部场强为零的含义。

实验原理

导体处于静电平衡时，内部场强处处为零。外电场使金属壳表面的自由电荷重新分布，感应电荷在壳内产生的附加电场与外电场大小相等、方向相反，相互抵消，所以空腔内部不受外电场影响。

实验器材

• 验电器
• 金属网罩（或金属壳）
• 玻璃棒
• 丝绸
• 绝缘支架

实验步骤

1. 把验电器放在绝缘支架上，确认两片箔片闭合。
2. 用丝绸摩擦玻璃棒，使其带电。
3. 不加罩时，将玻璃棒靠近验电器金属球（不接触），观察箔片张开。
4. 移开玻璃棒，使验电器箔片闭合。
5. 用金属网罩把验电器罩住。
6. 再将带电玻璃棒靠近罩的外侧，观察罩内箔片是否张开。

实验现象与结论

不加罩时，带电玻璃棒靠近，验电器箔片张开；用金属网罩罩住后，带电体靠近罩外，罩内验电器箔片基本不张开。说明金属罩内部的电场被屏蔽，空腔内部不受外电场影响。

注意事项

• 带电体只靠近、不接触金属球，避免电荷转移。
• 实验环境保持干燥，潮湿时电荷易散失，现象不明显。

常见问题

静电屏蔽的金属罩一定要封闭吗？

不一定。金属网罩也有明显的屏蔽效果，课堂上常用金属网罩演示，但封闭的金属壳效果更好。

静电屏蔽有哪些应用？

电子仪器的金属外壳、屏蔽线的金属网层、高压带电作业人员穿的均压服，都利用了静电屏蔽。