一、实验目的

演示等电位、静电屏蔽。

二、背景知识

迈克尔˙法拉第(Michael Faraday, 1791～1867)，世界著名的自学成才的科学家，英国物理学家、化学家、发明家，即发电机和电动机的发明者。法拉第于1821年完成了第一项重大的电发明，他成功地发明了一种简单的装置，在装置内，只要有电流通过线路，线路就会绕着一块磁铁不停地转动。事实上法拉第发明的是第一台电动机，是第一台利用电流使物体运动的装置。人们知道静止的磁铁不会使附近的线路内产生电流。1831年法拉第发现当一块磁铁穿过一个闭合线路时，线路内就会有电流产生，这个效应叫电磁感应，产生的电流叫感应电流。一般认为法拉第的电磁感应定律是他的一项最伟大的贡献。而法拉第笼是一个由金属或者良导体构成的笼子，是以电磁学的奠基人、英国物理学家迈克尔˙法拉第的姓氏命名的一种用于演示等电势、静电屏蔽和高压带电作业原理的设备。

三、实验原理

外壳接地的法拉第笼可以有效地隔绝笼外的电场和电磁波干扰，这叫做“静电屏蔽”，即导体的外壳对它的内部起到“保护”作用，使它的内部不受外部电场的影响。处于静电平衡的导体壳，如果其内部没有电荷，则感应电荷只能分布在导体的外表面。法拉第笼内部的电场为零，笼内的人是安全的。

（关键词：静电屏蔽、等电位、高压作业、避雷、特斯拉放电）。

四、实验操作及现象

1.实验者（2-3人）进入法拉第笼内，之后关紧法拉第笼；

2.打开电源，调节电压，用特斯拉放电装置对笼外壁放电；

3.笼内同学可用手触摸笼内壁且不会被电击；

4.缓慢调节电压至零，再断开电源；

5.充分放电后，再让实验者走出法拉第笼。

五、注意事项

1.笼内实验者可用手触摸法拉第笼的放电部位，但要将手面平放，不要用力按，更不要用指尖按；

2.关闭高压电源后，务必用高压杆与法拉第笼充分放电后再打开笼门。

六、应用拓展

高压带电操作员的防护服是用金属丝制成的，当接触高压线时，形成了等电位，使得作业人员的身体没有电流通过，起到了很好的保护作用；目前大型考试中，教室里都已经安装了屏蔽系统，防止考生利用电子产品作弊现象的发生；高层建筑很容易被雷击，对人体产生较大危害，而利用法拉第笼的原理制成的笼式避雷网可以有效地较少雷击对人体造成的危害，比如国家体育场“鸟巢”，其主体钢结构中的钢构件以及钢筋混凝土中的钢筋，通过焊接方式进行有效连接，这样“鸟巢”自身就形成了一个巨大的避雷网，而“鸟巢”的钢结构就成为了一个巨大的接收闪电的装置，能把闪电迅速导入地下，从而保障了场内观众的安全。