摘 要：实验是物理的灵魂，演示实验是最高效的物理实验教学策略。电势差这一知识点概念性强、抽象、理解难度大，又是高考的重点，教材中对这一知识点没有编排演示实验，使得电势差的教学成为教师课堂教学中的“难题”。本文通过高效精彩的演示实验，将抽象的电势差概念具体形象化，赋予枯燥难懂的电势差灵性，打破以往“灌输式”的教学模式，开创了电势差教学的新思路。
关键词：电势差 电场力做功 等势面 高效课堂
孤立带电体很难与周围环境绝缘，空气和实验操作中的接触都会使带电体的电荷量迅速减少，使其很难形成稳定而强大的电场，这就是教材中电场这部分内容没有编排演示实验的原因。而范式起电机能很好地解决这个问题。
范式起电机（Van de Graaff generator）是一种能产生很高电压的静电高压发生装置。如图所示，大金属球电极由有机玻璃圆筒支撑，上下有两个辊，下辊与电机相连。当接通电源时，下辊通过胶带带动上辊运转，这样上辊与胶带摩擦产生负电荷，大量的负电荷就被上辊旁的上集电梳收集到大金属球电极上；同时，胶带与上辊摩擦产生正电荷，大量的正电荷被胶带输送到下辊，被下辊旁的下集电梳收集进入大地。而下辊产生的负电荷，由胶带运送到上辊，被上集电梳收集到大金属球电极上。电机不停地运转，不断反复上述过程，从而产生很高的电位。在实验中范式起电机的大金属球电极就充当了“场源电荷”的角色。由于起电机能源源不断为大金属球电极输送电荷，所以大金属球电极的带电量不会因为周围环境的影响而减少，它就能产生稳定而强大的电场，供教师进行电势差的演示实验。
有了稳定而强大的电场后，下面就来做一个神奇而有趣的实验——在电场中点亮日光灯管。这个奇妙的过程能够十分形象地说明电场中电势差是客观存在的。具体做法如下：
首先，准备实验仪器。范式起电机和日光灯管必不可少，还需要方便操作的绝缘橡胶手套。
然后，便是具体操作。先将日光灯管固定在玻璃支架上，将灯管沿着金属球半径方向水平放置，要保证灯管与金属球高度相同，这样实验现象才会更明显。然后打开范式起电机，就可以看到日光灯管亮了！如图1所示，没有通电，日光灯却能发光，这是多么神奇呀！
图1
接着，让日光灯管远离金属球，放置方位不变，戴上手套，用手握住日光灯管，打开范式起电机，将日光灯管缓慢地移近金属球，可以观察到日光灯管越来越亮，直到最后可以照亮整个教室。如图2所示，没有通电，日光灯管从哪儿得到这么大的能量？真是太神奇了！
图2
紧接着，还有更神奇的现象。用一根接地线接触灯管的远端，可以看到整个日光灯管都亮了！如图3所示。
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