中 学 物 理 实 验 报 告
实验名称 基本仪器的使用 班级 姓名
学号 实验日期 2013/4/9 同组人
一、实验目的
1、熟悉仪器使用，熟练仪器操作
2、参与实验过程，获得实验体会
3、明确实验原理，掌握操作要领
4、探讨教学方法，提高教师技能
二、 实验器材
J-JD 1型指针验电器、静电感应起电机 、J2320正负电荷检验器、球形布电器、
J2413-1型演示继电器、枕形布电器、楞次定律演示仪、洛伦兹力演示器、可拆
变压器、光导纤维应用演示器。
三、实验过程
1、J-JD 1型指针验电器
用途：1、检验物体是否带电，带正电还是负电。
2、测量导体的电势和两导体间的电势差。
3、演示在导体中形成电流的条件。
构造：如右图所示，在一个三足底座上装着一个
金属圆筒，圆筒的前面装有透明玻璃，后面装有
附标线的毛玻璃，上壁装有有机玻璃塑制的绝缘
子，一根金属杆穿过绝缘子的中心插进圆筒里。
金属杆的上端装有一个金属球，下端装有竖直的
金属架，一根铝箔指针装在金属架的水平轴上，
并可绕轴灵活转动，圆筒下壁装有一个接线柱。
当验电器的金属杆带电时，指针架和指针也
带有同种电荷，因此互相排斥，指针偏转，指针 偏转角度大小跟金属杆和圆筒间电势差有关，电 势差越大偏转角度越大。
2、静电感应起电机
用途：静电感应起电机在静电学的实验中用来获得大量电荷和高压，配合其
他仪器以进行有关导体表面的电荷分布、静电场的电力线、尖端放电和真空管的
放电等实验。其本身也能做一系列实验，如静电感应、火花放电、尖端放电和电
容器的电容量变化等。
原理：静电感应起电机是利用
静电感应和尖端放电现象，使导体
上连续地积累大量电荷及产生高
电压的装置。由于在静电序列中铝
排在铜之前，所以在圆盘转动时铝
片与电刷上的铜丝摩擦而带上正
电荷，铜丝带负电荷。两莱顿瓶集
聚不同种电荷，则两放电小球上就
会被感应出不同种电荷，当两小球
靠近时就会因放电而产生电火花。
3、J2320正负电荷检验器
用途：适用于中学物理实验，可
以用来检验摩擦起电的电荷，电
容等带电体的正负，以及演示静
电感应。
本仪器灵敏度高，使用方
便。在使用前应先将探头擦干
净，并使仪器尽量远离带电体，
以免干扰。
补充知识：
1. 演示摩擦起电电棒所带电荷的正负：
① 玻璃棒与绸布摩擦，玻璃与探头接触，红灯亮起，说明玻璃棒带正电。
② 胶棒与毛皮摩擦，胶棒与探头接触，绿灯亮起，说明胶棒带负电。
③ 演示任意两种不同物质相互摩擦后都能带电，如胶棒与尼龙，头发等。
2. 演示静电感应：
由于本仪器探头为金属球，且不带电，当带电体靠近探头时，球端就有与带
电体相反的电荷另一端则有与带电体相同的电荷，因此实验时，先用胶棒与毛皮
摩擦，胶棒靠近但不与探头接触，此时绿灯亮，说明探头的另一端为负电荷与胶
棒相同。反之，如玻璃棒与绸布摩擦，玻璃棒靠近探头时红灯亮起。
3. 演示电容带电情况
取一电解电容，并使它充满电，充电后，电容的正负板不能短路，把电容
的任意一极与仪器的相接另一极与探头接触，根据发光管显示，可测出电容的正
负极，并能储存电能。
思考：为什么玻璃棒与绸布摩擦，玻璃棒带正电？胶棒与毛皮摩擦，胶棒带负
电？
这两种现象都属于摩擦起电，即用摩擦的方法使两个不同的物体带电的现
象。而物质摩擦带正电负电的定义是规定的，早期本杰明·富兰克林做实验的
时候，发现自然界物体只带两种电荷，因此规定了玻璃棒带得是正电。
而为什么会不同物质带电不同？
其实与用来摩擦的物质的得失电子的能力有关，上面讲到的几种物质得电
子能力为：丝绸>橡胶>毛皮>玻璃。
通过我们学习的物理知识我们知道，物质都是由分子构成，分子是由原子
构成，原子中有带负电荷的电子和带正电荷的质子构成。在正常状况下，一个
原子的质子数与电子数数量相同，正负平衡，所以对外表现出不带电的现象。
但是电子环绕于原子核周围，一经外力即脱离轨道，离开原来的原子而侵入其
他的原子B ，A 原子因缺少电子数而带有正电现象，称为阳离子、B 原子因增加
电子数而呈带负电现象，称为阴离子。
当两个不同的物体相互接触时就会使得一个物体失去一些电荷如电子转移
到另一个物体使其带正电，而另一个体得到一些剩余电子的物体而带负电。若
在分离的过程中电荷难以中和，电荷就会积累使物体带上静电。所以物体与其
它物体接触后分离就会带上静电。
我们都知道摩擦起电而很少听说接触起电。实质上摩擦起电是一种接触又分
离的造成正负电荷不平衡的过程。摩擦是一个不断接触与分离的过程。因此摩
擦起电实质上是接触分离起电，所以用上述不同物质摩擦，容易得电子的物质
就要从容易失电子的物质上得到电子，而对外显示带负电，而失去电子的物资
就带正电，这是反复摩擦使两种物质分离过程电荷难以中和，电荷因此积累所
产生的现象。
4、球形布电器
用途：（演示）
1、孤立导体表面的电力线。
用涤纶胶水纸把若干丝线贴在球形导体表
面，分布要均匀，然后用放电叉将球形导体与感
应起电机连接，使之带电，这时丝线全部竖立起
来，差不多每一根都与球面垂直，生动显示出孤
立球形导体表面的电力线。
2、静电平衡时导体表面是一个等势面。
使球形导体带电，将验电球用导线与不带电
的静电计相连接，然后将此验电球与带电球形导
体接触，并沿着球表面任意移动，注意观察静电
计指针偏转角度，在绝缘非常良好的情况下应无
变化，说明带电金属球表面是等势面。
5、J2413-1型演示继电器
用途：用于中学物理教学中研究电磁继电器基
本结构及工作原理，本继电器与其他仪器配合
可进行自动控制与遥控等演示实验。
当继电器线圈中有电流通过时，就在铁芯、
轭铁、衔铁中产生磁路，吸动衔铁，传动触片，
使常闭触点断开，常开触点接触，即完成继电
器转换和控制电路任务。
继电器电路的通断，还可以由某种信号自动
控制，如利用光照变化或温度变化等来控制。
6、枕形布电器 用途：用来演示静电感应现象和验
证电荷定恒定律。
结构：本仪器每对两只，可分可合。
用法：1、将带电导体靠相互接触
的一对枕形可分导体的一端，再用
手指接触枕形导体，然后先松开手
指后移开带电体，用验电器进行检验，可以发现。整个枕形导体都带上与施感电
荷相反的电荷，这种现象称为静电感应。
2、当带电体靠近枕形可分导体一端时，将他们分离，然后撤消施感电荷，用验
电器分别检验这两部分所带电荷，可以发现，他们带的是异种电荷。这种起电方
法叫做分离法感应起电，如果重新把他们合起来接触，电荷就中和，说明他们所
带电量相等，以上实验事实与电荷守恒定律结论相符，从而验证了电荷守恒定律。
7、楞次定律演示仪
用途：演示磁场的运动对产生感
生电流的导体的作用。
结构：一根轻金属杆的两端各装
有一个铝环，一个是闭合的，一
个是开口的，轻金属环中部有一
个轴承，用来搁在电木座的顶端
小针上，使金属杆可在电木座上 绕小针灵活转动。
仪器的使用：把金属杆小心的放在小针上，然后用条形磁铁的任一极较快的插入
闭合铝环内，这时可以看到铝环随着磁铁向相同方向运动起来。待金属杆静止不
动时，又把磁铁从环内抽出，这时铝环又随磁铁向相同方向运动。如果再用开口
铝环做同样实验，则无论磁铁插入或抽出，铝环都不运动。
8、洛伦兹力演示器
用途：用来观察运动电荷在磁场中受到的洛伦兹力情况
9、可拆变压器
10、光导纤维应用演示器
用途：该仪器结构简单, 效果明
显, 具有传光、传像功能。
产品特点：可见红外线传输率
高；耐高温、耐潮湿、不受电
磁波干扰；精度高、显示快、
直观稳定可靠等。光导纤维本
身生产技术性可靠，但是光导
纤维制造工艺要求高。
光导纤维应用前景广泛可制成公路、铁路、交通标志和信号、海洋、河流航
标灯、机场灯塔、机场各种跑到灯、高障碍物报警灯、防燃防爆灯等特种照明、
警告装置。最广泛的应用在通信领域，即光导纤维通信。自20世纪60年代以来，
由于在光源和光纤方面取得了重大的突破，使光通信获得异常迅速的发展。作为
光源的激光方向性强、频率高，是进行光通信的理想光源；光波频带宽，与电波
通信相比，能提供更多的通信通路，可满足大容量通信系统的要求。因此，光纤
通信与卫星通信一并成为通信领域里最活跃的两种通信方式。
在选择光导纤维的基材时，一般要求芯料的透光率高，而涂层材料要求折射
率低，并且要求芯料和涂料的折射率相差越大越好。在热性能方面，要求两种材
料的热膨胀系数相接近，若相差较大，则形成的光导纤维产生内应力，使透光率
和纤维强度降低。另外，要求两种材料的软化点和高温下的粘度都要相接近，否
则，会导致芯料和涂层材料结合不均匀，将会影响到纤维的导光性能。
四、实验体会
这次实验，有些仪器是高中没有接触过的，不仅需要我们自己思考这个仪器
是用来做什么的，而且也要我们自己弄明白它们的工作原理，我觉得这样探索思
考的过程增加了我们相关的物理知识，也认识了新仪器，而且知道它们的工作原
理，对仪器的了解更深入、透彻了，对我们以后的教学工作很有帮助。物理真的
是很神奇的一门学科，平常我们觉得很难描述的一个现象，竟然也能用这么简单
的仪器演示出来，这不仅让我们看到了直观的物理现象，也体现出了思考的价值。
但同时也让我们知道了研究的辛苦和不易，这些仪器虽然简单，但都是经过长时
间的变化与改进才得来的，是许多物理或其他学科研究者的共同劳动结果。
中 学 物 理 实 验 报 告
实验名称 基本仪器的使用 班级 姓名
学号 实验日期 2013/4/9 同组人
一、实验目的
1、熟悉仪器使用，熟练仪器操作
2、参与实验过程，获得实验体会
3、明确实验原理，掌握操作要领
4、探讨教学方法，提高教师技能
二、 实验器材
J-JD 1型指针验电器、静电感应起电机 、J2320正负电荷检验器、球形布电器、
J2413-1型演示继电器、枕形布电器、楞次定律演示仪、洛伦兹力演示器、可拆
变压器、光导纤维应用演示器。
三、实验过程
1、J-JD 1型指针验电器
用途：1、检验物体是否带电，带正电还是负电。
2、测量导体的电势和两导体间的电势差。
3、演示在导体中形成电流的条件。
构造：如右图所示，在一个三足底座上装着一个
金属圆筒，圆筒的前面装有透明玻璃，后面装有
附标线的毛玻璃，上壁装有有机玻璃塑制的绝缘
子，一根金属杆穿过绝缘子的中心插进圆筒里。
金属杆的上端装有一个金属球，下端装有竖直的
金属架，一根铝箔指针装在金属架的水平轴上，
并可绕轴灵活转动，圆筒下壁装有一个接线柱。
当验电器的金属杆带电时，指针架和指针也
带有同种电荷，因此互相排斥，指针偏转，指针 偏转角度大小跟金属杆和圆筒间电势差有关，电 势差越大偏转角度越大。
2、静电感应起电机
用途：静电感应起电机在静电学的实验中用来获得大量电荷和高压，配合其
他仪器以进行有关导体表面的电荷分布、静电场的电力线、尖端放电和真空管的
放电等实验。其本身也能做一系列实验，如静电感应、火花放电、尖端放电和电
容器的电容量变化等。
原理：静电感应起电机是利用
静电感应和尖端放电现象，使导体
上连续地积累大量电荷及产生高
电压的装置。由于在静电序列中铝
排在铜之前，所以在圆盘转动时铝
片与电刷上的铜丝摩擦而带上正
电荷，铜丝带负电荷。两莱顿瓶集
聚不同种电荷，则两放电小球上就
会被感应出不同种电荷，当两小球
靠近时就会因放电而产生电火花。
3、J2320正负电荷检验器
用途：适用于中学物理实验，可
以用来检验摩擦起电的电荷，电
容等带电体的正负，以及演示静
电感应。
本仪器灵敏度高，使用方
便。在使用前应先将探头擦干
净，并使仪器尽量远离带电体，
以免干扰。
补充知识：
1. 演示摩擦起电电棒所带电荷的正负：
① 玻璃棒与绸布摩擦，玻璃与探头接触，红灯亮起，说明玻璃棒带正电。
② 胶棒与毛皮摩擦，胶棒与探头接触，绿灯亮起，说明胶棒带负电。
③ 演示任意两种不同物质相互摩擦后都能带电，如胶棒与尼龙，头发等。
2. 演示静电感应：
由于本仪器探头为金属球，且不带电，当带电体靠近探头时，球端就有与带
电体相反的电荷另一端则有与带电体相同的电荷，因此实验时，先用胶棒与毛皮
摩擦，胶棒靠近但不与探头接触，此时绿灯亮，说明探头的另一端为负电荷与胶
棒相同。反之，如玻璃棒与绸布摩擦，玻璃棒靠近探头时红灯亮起。
3. 演示电容带电情况
取一电解电容，并使它充满电，充电后，电容的正负板不能短路，把电容
的任意一极与仪器的相接另一极与探头接触，根据发光管显示，可测出电容的正
负极，并能储存电能。
思考：为什么玻璃棒与绸布摩擦，玻璃棒带正电？胶棒与毛皮摩擦，胶棒带负
电？
这两种现象都属于摩擦起电，即用摩擦的方法使两个不同的物体带电的现
象。而物质摩擦带正电负电的定义是规定的，早期本杰明·富兰克林做实验的
时候，发现自然界物体只带两种电荷，因此规定了玻璃棒带得是正电。
而为什么会不同物质带电不同？
其实与用来摩擦的物质的得失电子的能力有关，上面讲到的几种物质得电
子能力为：丝绸>橡胶>毛皮>玻璃。
通过我们学习的物理知识我们知道，物质都是由分子构成，分子是由原子
构成，原子中有带负电荷的电子和带正电荷的质子构成。在正常状况下，一个
原子的质子数与电子数数量相同，正负平衡，所以对外表现出不带电的现象。
但是电子环绕于原子核周围，一经外力即脱离轨道，离开原来的原子而侵入其
他的原子B ，A 原子因缺少电子数而带有正电现象，称为阳离子、B 原子因增加
电子数而呈带负电现象，称为阴离子。
当两个不同的物体相互接触时就会使得一个物体失去一些电荷如电子转移
到另一个物体使其带正电，而另一个体得到一些剩余电子的物体而带负电。若
在分离的过程中电荷难以中和，电荷就会积累使物体带上静电。所以物体与其
它物体接触后分离就会带上静电。
我们都知道摩擦起电而很少听说接触起电。实质上摩擦起电是一种接触又分
离的造成正负电荷不平衡的过程。摩擦是一个不断接触与分离的过程。因此摩
擦起电实质上是接触分离起电，所以用上述不同物质摩擦，容易得电子的物质
就要从容易失电子的物质上得到电子，而对外显示带负电，而失去电子的物资
就带正电，这是反复摩擦使两种物质分离过程电荷难以中和，电荷因此积累所
产生的现象。
4、球形布电器
用途：（演示）
1、孤立导体表面的电力线。
用涤纶胶水纸把若干丝线贴在球形导体表
面，分布要均匀，然后用放电叉将球形导体与感
应起电机连接，使之带电，这时丝线全部竖立起
来，差不多每一根都与球面垂直，生动显示出孤
立球形导体表面的电力线。
2、静电平衡时导体表面是一个等势面。
使球形导体带电，将验电球用导线与不带电
的静电计相连接，然后将此验电球与带电球形导
体接触，并沿着球表面任意移动，注意观察静电
计指针偏转角度，在绝缘非常良好的情况下应无
变化，说明带电金属球表面是等势面。
5、J2413-1型演示继电器
用途：用于中学物理教学中研究电磁继电器基
本结构及工作原理，本继电器与其他仪器配合
可进行自动控制与遥控等演示实验。
当继电器线圈中有电流通过时，就在铁芯、
轭铁、衔铁中产生磁路，吸动衔铁，传动触片，
使常闭触点断开，常开触点接触，即完成继电
器转换和控制电路任务。
继电器电路的通断，还可以由某种信号自动
控制，如利用光照变化或温度变化等来控制。
6、枕形布电器 用途：用来演示静电感应现象和验
证电荷定恒定律。
结构：本仪器每对两只，可分可合。
用法：1、将带电导体靠相互接触
的一对枕形可分导体的一端，再用
手指接触枕形导体，然后先松开手
指后移开带电体，用验电器进行检验，可以发现。整个枕形导体都带上与施感电
荷相反的电荷，这种现象称为静电感应。
2、当带电体靠近枕形可分导体一端时，将他们分离，然后撤消施感电荷，用验
电器分别检验这两部分所带电荷，可以发现，他们带的是异种电荷。这种起电方
法叫做分离法感应起电，如果重新把他们合起来接触，电荷就中和，说明他们所
带电量相等，以上实验事实与电荷守恒定律结论相符，从而验证了电荷守恒定律。
7、楞次定律演示仪
用途：演示磁场的运动对产生感
生电流的导体的作用。
结构：一根轻金属杆的两端各装
有一个铝环，一个是闭合的，一
个是开口的，轻金属环中部有一
个轴承，用来搁在电木座的顶端
小针上，使金属杆可在电木座上 绕小针灵活转动。
仪器的使用：把金属杆小心的放在小针上，然后用条形磁铁的任一极较快的插入
闭合铝环内，这时可以看到铝环随着磁铁向相同方向运动起来。待金属杆静止不
动时，又把磁铁从环内抽出，这时铝环又随磁铁向相同方向运动。如果再用开口
铝环做同样实验，则无论磁铁插入或抽出，铝环都不运动。
8、洛伦兹力演示器
用途：用来观察运动电荷在磁场中受到的洛伦兹力情况
9、可拆变压器
10、光导纤维应用演示器
用途：该仪器结构简单, 效果明
显, 具有传光、传像功能。
产品特点：可见红外线传输率
高；耐高温、耐潮湿、不受电
磁波干扰；精度高、显示快、
直观稳定可靠等。光导纤维本
身生产技术性可靠，但是光导
纤维制造工艺要求高。
光导纤维应用前景广泛可制成公路、铁路、交通标志和信号、海洋、河流航
标灯、机场灯塔、机场各种跑到灯、高障碍物报警灯、防燃防爆灯等特种照明、
警告装置。最广泛的应用在通信领域，即光导纤维通信。自20世纪60年代以来，
由于在光源和光纤方面取得了重大的突破，使光通信获得异常迅速的发展。作为
光源的激光方向性强、频率高，是进行光通信的理想光源；光波频带宽，与电波
通信相比，能提供更多的通信通路，可满足大容量通信系统的要求。因此，光纤
通信与卫星通信一并成为通信领域里最活跃的两种通信方式。
在选择光导纤维的基材时，一般要求芯料的透光率高，而涂层材料要求折射
率低，并且要求芯料和涂料的折射率相差越大越好。在热性能方面，要求两种材
料的热膨胀系数相接近，若相差较大，则形成的光导纤维产生内应力，使透光率
和纤维强度降低。另外，要求两种材料的软化点和高温下的粘度都要相接近，否
则，会导致芯料和涂层材料结合不均匀，将会影响到纤维的导光性能。
四、实验体会
这次实验，有些仪器是高中没有接触过的，不仅需要我们自己思考这个仪器
是用来做什么的，而且也要我们自己弄明白它们的工作原理，我觉得这样探索思
考的过程增加了我们相关的物理知识，也认识了新仪器，而且知道它们的工作原
理，对仪器的了解更深入、透彻了，对我们以后的教学工作很有帮助。物理真的
是很神奇的一门学科，平常我们觉得很难描述的一个现象，竟然也能用这么简单
的仪器演示出来，这不仅让我们看到了直观的物理现象，也体现出了思考的价值。
但同时也让我们知道了研究的辛苦和不易，这些仪器虽然简单，但都是经过长时
间的变化与改进才得来的，是许多物理或其他学科研究者的共同劳动结果。