避雷针演示实验报告

第一篇：避雷针演示实验报告

实验名称：避雷针

演示内容：演示尖端放电原理的应用：避雷针。仪器装置：高压电源、模拟避雷针装置。【实验原理】

当避雷针演示仪接通静电高压电源后，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。而金属球与极板间的电场不能达到火花放电的数值，故金属球不放电。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。【实验操作与现象】

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，把带支架的金属球放在金属板两极之间。接通电压，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。

2．用带绝缘柄的电工钳将带支架的顶端呈圆锥状（尖端）的金属物体也放在金属板两极之间，此时金属球和尖端的高度一致。接通静电高压电源，金属球火花放电现象停止了，但可听到丝丝的电晕放电声，看到尖端与上极板之间形成连续的一条放电火花细线。若看不到放电火花细线，将电源电压提高。演示完毕后，关闭电源。【注意事项】

1．由于电源电压较高，关闭电源后，不能完全充分放电，故每一步演示后都应取下电源任一极与另一极接头相碰触人工进行放电，以确保仪器设备和操作者的安全。

2．晴天演示电源电压应降低些，阴天演示电源电压应提高些。

3．静电高压电源是用一号电池供电，改变电池伏数（即改变电池电压输出电极位置），高压输出亦随之改变。讨论： 1．尖端放电跟火花放电

孤立的导体处于静电平衡时，它的表面各处的面电荷密度与各处表面的曲率有关，曲率越大的地方，面电荷密度也越大。

尖端上的面电荷密度很大的时候，尖端周围的电场就会很强。空气中离散的带电粒子（电子或者离子）在这强电场的作用下作加速运动时就可能获得足够大的能量，以致它们和空气分子碰撞时，能使后者离散成电子或离子。这些新的电子或离子与其他空气分子相碰，又能产生新的带电粒子。这样就会产生大量的带电粒子。与尖端上的电荷异号的带电粒子受尖端电荷的吸引，飞向尖端，使尖端上的电荷被中和掉；与尖端上电荷同号的带电粒子受到排斥而从尖端附近飞开。从外表看，就好像尖端上的电荷被“喷射”出来放掉一样，所以叫做尖端放电。

而电火花放电是电极间的气体被击穿，形成电流在气体中的通道中呈现明显的电火花，故叫做电火花放电。电晕放电属于尖端放电，电晕放电时，电极间的气体还没有被击穿，是电荷在高电压的作用下发生移动而进行的放电。并且，火花放电的电流都很大，而电晕放电的电流就比较小。

放电尖端与放电球的区别正是在此。放电尖端或者放电球与顶端的导体板形成一个电容器，由于放电尖端比较尖，即放电尖端形成的电容器的两极板的正对面积比较小，所以尖端形成的电容器的电容就要小于放电球形成的电容器的电容，前者所容纳的电荷就要小于后者，当两者聚集相同的电荷时，前者就更容易放电，释放电荷，形成导体通路。云层的电荷就可以通过这个通路导入大地。所以避雷针要采用尖端装置。

2．避雷针

明白了上述尖端放电及火花放电的原理，也就知道了避雷的原理。其实所谓的“避雷”，并不是阻挡，相反是靠“吸引”来中和电荷，似乎叫“引雷针”更合适。所以避雷针一定要高于被保护的建筑物的突出部分，因为在突出部分能形成畸形的电场，在雷电形成的电路导向地面时就会受到畸形电路的影响，从而改变方向，转向避雷针，而避免了击中建筑物。这样，在避雷针的一定高度下也就形成了一定的安全保护区。保护区的范围跟避雷针的高度是有关的。

3．跟避雷针类似原理

跟避雷针原理相同的还有雷雨天一些参天大树容易被雷击倒。突出的大树受带大量电荷的云层的感应也带了大量的电荷，积累的电荷过多时就被击倒了。同样，雷雨天在空旷的地面上行走是很危险的，也是容易成为云层跟地面的导体。

第二篇：大学物理演示实验报告

学物理演示实验报告--避雷针

一、演示目的气体放电存在多种形式，如电晕放电、电弧放电和火花放电等，通过此演示实验观察火花放电的发生过程及条件。

二、原理

首先让尖端电极和球型电极与平板电极的距离相等。尖端电极放电，而球型电极未放电。这是由于电荷在导体上的分布与导体的曲率半径有关。导体上曲率半径越小的地方电荷积聚越多（尖端电极处），两极之间的电场越强，空气层被击穿。反之越少（球型电极处），两极之间的电场越弱，空气层未被击穿。当尖端电极与平板电极之间的距离大于球型电极与平板电极之间的距离时，其间的电场较弱，不能击穿空气层。而此时球型电极与平板电极之间的距离最近，放电只能在此处发生。

三、装置

一个尖端电极和一个球型电极及平板电极。

四、现象演示

让尖端电极和球型电极与平板电极的距离相等。尖端电极放电，而球型电极未放电。接着让尖端电极与平板电极之间的距离大于球型电极与平板电极之间的距离，放电在球型电极与平板电极之间发生

五、讨论与思考

雷电暴风雨时，最好不要在空旷平坦的田野上行走。为什么？

第三篇：大学物理演示实验报告

大学物理演示实验报告--雅格布天梯实验目的：通过演示来了解弧光放电的原理实验原理：给存在一定距离的两电极之间加上高压，若两电极间的电场达到空气的击穿电场时，两电极间的空气将被击穿，并产生大规模的放电，形成气体的弧光放电。雅格布天梯的两极构成一梯形，下端间距小，因而场强大(因)。其下端的空气最先被击穿而放电。由于电弧加热（空气的温度升高，空气就越易被电离, 击穿场强就下降），使其上部的空气也被击

大学物理演示实验报告--雅格布天梯

大学物理演示实验七年级上册地理试卷报告--雅格布天梯实验目的：通过演示来了解弧光放电的原理 实验原理：给存在一定距离的两电极之间加上高压，若两电极间的电场达到空气的击穿电场时，两电极间的空气将被击穿，并产生大规模的放电，形成气体的弧光放电。雅格布天梯的两极构成一梯形，下端间距小，因而场强大(因)。其下端的空气最先被击穿而放电。由于电弧加热（空气的温度升高，空气就越易被电离, 击穿场强就下降），使其上部的空气也被击。

电弧比羽毛还轻。

羽毛是实体，有质量，密度比空气大。而电弧是等离子体，本质黄牛课件网就是空气，我们看到的电弧是空气中的原子核外电子从激发态跃迁回基态时，多余的能量以光子的形式放出。所以，电弧所在区域内的密度其实就是空气密度，所以会被热空气带动上升。

希腊神话中有这样一个故事：雅各布做梦沿着登天的梯子取得了“圣火”。后人便把这梦想中的梯子，称之为雅各布天梯

雅各布天梯则展示了电弧产生和消失的过程。二根呈羊角形的管状电极，一极接高压电，另一个接地。当电压升高到5万伏时，管状电极底部产生电弧，电弧逐级激荡而起，如一簇簇圣火似地高中物理试卷分析向上爬升，犹如古希腊神话故事中的雅各布天梯。

该展品由变压器、羊角电极等部分组成。由变压器提供数十万伏的高压，在羊角电极间击穿空气，形成弓形电弧，产生磁场，使电弧向上运动，其运动过程类似于爬梯。当电弧被拉长到600mm左右，所施加的电压再不能维持产生电弧所需的条件，电弧就消失，此时羊角电极底部又会产生新的电弧，形成周而复始的电弧爬梯现象。在2－5万伏高压下，两电极最近处的空气首先被击穿，形成大量的正负等离子体，即产生电弧放电。

空气对流加上电动力的驱使，使中泰化学 煤矿电弧向上升，随着电弧被拉长，电弧通过的电阻加大，当电流送给电弧的能量小于由弧道向周围空气散出的热量时，电弧就会自行熄灭。

说明：在高压下，电极间距最小处的空气还会再次被击穿，发生第二次电弧放电，如此周而复始。

按住开关5秒钟，注意观察电弧的运动特点。（休息5秒钟后可以再按，手应远离电极，注意安全。不要长时间按，产生臭氧太多会污染实验室内的空气。）

第四篇：物理演示实验报告

物理演示实验实验报告

38071124赵洪铺

这是本学期第二次物理演示实验，本次实验和以往不同，由于其中绝大部分实验原理都已经学过了，所以老师就没有像前几次那般一个一个给我们演示，而是让我们自己动手去体验这些实验，印象深刻的有多普勒效应，声聚焦，光栅视镜等。当然最有印象的还是那个视觉暂留实验。

眼睛的一个重要特性是视觉惰性，即光象一旦在视网膜上形成，视觉将会对这个光象的感觉维持一个有限的时间，这种生理现象叫做视觉暂留性。人眼在观察景物时，光信号传人大脑神经，需经过一段短暂的时间，光的作用结束后，视觉形象并不立即消失，这种残留的视觉称“后像”，视觉的这一现象则被称为“视觉暂留”。视觉实际上是靠眼睛的晶状体成像，感光细胞感光，并且将光信号转换为神经电流，传回大脑引起人体视觉。感光细胞的感光是靠一些感光色素，感光色素的形成是需要一定时间的，这就形成了视觉暂停的机理。

视觉暂留的应用非常广泛，也非常普遍。尤其是在电影的拍摄和放映上应用特别广泛。物体在快速运动时, 当人眼所看到的影像消失后，人眼仍能继续保留其影像0.1-0.4秒左右的图像，所以，根据这一视觉暂留性原理，电影的拍摄实际上就是将一张张的图片高速放映，在人眼看来就是连续运动的画面了。

当然，这些实验的原理应用都非常广泛，例如声聚焦在医学上的应用，多普勒效应在宇宙探索中的应用。通过这些实验我们能粗略的掌握这些原理，开拓自己的视野，同时巩固自己的物理知识。

第五篇：物理演示实验报告

第二次物理演示实验小结及应用

38071112 葛强

昨天进行了本学期第二次物理演示实验，相对前一次实验而言，这次试验涉及的内容更加广泛，囊括了光学，振动学等领域，我有幸见到了许多平时难以接触的实验仪器，通过自己亲自操作和对实验现象的观察，使我对各种物理知识有了更加深刻的了解。

视觉暂留效应，其产生的机理为：人眼在观察景物时，光信号传人大脑神经，需经过一段短暂的时间，光的作用结束后，视觉形象并不立即消失，这种残留的视觉称“后像”，视觉的这一现象则被称为“视觉暂留”。物理试验中我们用的是视觉暂留风扇，当风扇的叶片高速旋转时，我们无法看清风扇上的字母，不过打开频闪光源后，当光源的频闪频率与风扇转动的周期一致或为其整数倍的时候，风扇表面的字母会逐渐清晰，至保持静止不动，此时即产生了视觉暂留的效应。

视觉暂留在生活中有着广泛的应用，现列举一二。我们平时看在电影院看的电影，或在家里看的电视节目，给我们的感觉是画面是流畅连贯的。实际经验却告诉我们，演员不可能持续不断的表演，而且表演过程中也不会一点都不出错，这里就用到了视觉暂留效应，实际拍摄到得只是一张一张的胶片，但当以很高的速度放映的时候，前一幅图片残留的视觉效应尚未消失，后一幅图片已经映入眼帘，因此给我们的感觉是画面是连续的。还有，市场上出售的护眼灯产品，广告语里说这些灯绝对不闪，其实，这有些欺骗消费者的嫌疑，因为它不是不闪，而是利用了视觉暂留效应，提高了灯频闪的频率，由于视觉暂留，自然感觉不到灯光在变化，我不知道这能否真正保护视力。

通过本次演示实验，我有了很多收获，同时，也激发了我进一步学习物理的兴趣，物理学真的是一门有趣的学科，尤其是各种物理实验，毕竟成为求学生涯中一道亮丽的风景线。