靜電計(jì)又叫電勢差計(jì)或指針驗(yàn)電器，它是中學(xué)靜電實(shí)驗(yàn)中常用的半定量測量儀器。如圖1所示，包括小球a、指針bc的中心桿A用絕緣塞D固定在有前后玻璃窗的圓形金屬外殼B上；B的側(cè)下方有一個(gè)接線柱；整個(gè)裝置固定在一個(gè)絕緣支架上。
當(dāng)A帶電時(shí)，電荷主要分布在a、b、c和d四個(gè)尖端部位，其中c和d兩部分所帶電荷以斥力相作用，指針受到一個(gè)使它張開的電力矩L1的作用。由于指針的重心略在旋轉(zhuǎn)軸O點(diǎn)之下，當(dāng)L1使指針張開后，指針的重力便產(chǎn)生一個(gè)使指針復(fù)位的重力矩L2。隨著指針的偏轉(zhuǎn)，L1漸?。ㄒ?yàn)閏與d的距離增加，庫侖力變小，力臂也變?。┒鳯2漸大（因?yàn)橹亓αΡ墼黾樱?。?dāng)L1與L2相等時(shí)，指針停在某一位置（是穩(wěn)定平衡），指針的張角為α°
當(dāng)A所帶電量q較大時(shí)，c和d所帶電量也較大，L1就大，所以α也就大。由于q決定α，所以α的大小能表示q的大小。這就是靜電計(jì)可以當(dāng)作驗(yàn)電器使用的道理。
由于靜電感應(yīng)，當(dāng)A帶電后， B的內(nèi)層一定帶上與A異號(hào)的電荷。若B不接地，則B的外表面帶上與A同號(hào)的電荷。若B接地，則B的外表面不帶電。由于靜電計(jì)結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性，可以祖略地認(rèn)為B上的電荷對(duì)指針的作用力不產(chǎn)生使指針轉(zhuǎn)動(dòng)的力矩，指針的張角主要由c和d所帶電量決定。
一、靜電計(jì)的第一類用途：作驗(yàn)電器用。
由于B的屏蔽作用，使A的下部較少受外界電場的影響。而A的上端a露在B之外，所以，外電場能由A的上端施加感應(yīng)。當(dāng)帶電體移近不帶電的靜電計(jì)時(shí)，由于靜電感應(yīng)，A的上部a處出現(xiàn)與帶電體異號(hào)的電荷，而A的下端c和d處出現(xiàn)與a等量的、與帶電體同號(hào)的電荷。于是指針就張開了。帶電體所帶電量越多、移得越近，則張角越大。當(dāng)帶電體移去時(shí)，指針又回到原位。我們可以用這種感應(yīng)法檢驗(yàn)物體是否帶電、帶電多少及演示靜電感應(yīng)現(xiàn)象。
某物體與不帶電的靜電計(jì)的a處接觸后移去，若此時(shí)靜電計(jì)指針張開，說明靜電計(jì)因與該物體接觸而帶電，從而可以判定這個(gè)物體是帶電體。若物體與不帶電靜電計(jì)的a處接觸后移去，靜電計(jì)指針仍閉合，則證明該物體與a接觸的部位不帶電。指針是否張開及張開角度大小能用來判定物體與a接觸部位是否帶電及帶電多少。這種接觸法不能對(duì)物體未接觸部位的帶電情況作出判斷，更不能用來測量整個(gè)物體所帶的電量，有很大局限性。
為測量電量，應(yīng)把靜電計(jì)a處的小金屬球換成一個(gè)法拉第圓筒（上端有開口的薄壁金屬容器）。把欲測其帶電量的物體放入法拉第圓筒（如圖2）。設(shè)此物體帶電量為q1。若該物體是導(dǎo)體，則它所帶的電荷在與筒接觸時(shí)全部移到筒外，進(jìn)而分布在整個(gè)A上。若該物體是絕緣體，它放入法拉第圓筒后，只有少數(shù)接觸點(diǎn)處的電荷移至筒的外表面。但由于靜電感應(yīng)，圓筒的內(nèi)壁帶上與物體此時(shí)所帶電荷等量的異種電荷，而筒的外表面增加了同樣多的與帶電體同號(hào)的電荷?？傊驳耐獗砻妫▽?shí)際上是整個(gè)A）所帶電量等于物體原來所帶的全部電量q1。這樣，不論是導(dǎo)體還是絕緣體，只要把它放入法拉第圓筒，靜電計(jì)的指針張角α就可以用來測量它所帶的電量。
加裝法拉第圓筒后，靜電計(jì)就可以用來演示靜電平衡時(shí)導(dǎo)體表面電荷分布的規(guī)律了。如圖3所示，帶絕緣柄的金屬小球先后與帶電尖形導(dǎo)體的3、2和1處接觸后，與筒的內(nèi)壁相碰，將與尖形導(dǎo)體接觸時(shí)所帶之電荷移至靜電計(jì)A上。由靜電計(jì)的不同張角可以判斷出凹進(jìn)的3處不帶電、2處帶少量電荷、而尖端1處帶電最多。這表明靜電平衡時(shí)導(dǎo)體表面曲率大處電荷密集，尖端帶電最多。
靜電計(jì)還可以用來檢驗(yàn)物體所帶電荷的種類（正或負(fù)）。正確的檢驗(yàn)方法是“感應(yīng)法”。具體辦法是先使靜電計(jì)中心桿A帶上已知種類的電荷。例如用絲綢摩擦過的玻璃棒接觸a球，使A帶上正電荷，靜電計(jì)指針張開一個(gè)中等角度。若帶電體由遠(yuǎn)處向靜電計(jì)移近的過程中，靜電計(jì)指針張角越來越大，則此物體帶的電荷與靜電計(jì)原來所帶的電荷同類（正電荷）。因?yàn)閹д姾傻奈矬w移近時(shí)，與a處的正電荷相斥，使A上的正電荷向下端c、d處集中，c和d間的斥力增加，a隨之增大。若物體所帶正電荷較多或移得很近時(shí)，c和d處的正電荷可能達(dá)到或超過原來A所帶的全部正電荷，張角變得更大。這時(shí)a處不帶電或帶負(fù)電。總之，只要物體帶正電荷，它移近帶正電荷的靜電計(jì)時(shí)，靜電計(jì)指針張角將單調(diào)增大（如圖4所示）。而帶電體移去的過程中，靜電計(jì)指針的角單調(diào)減小。
反之，若帶電體由遠(yuǎn)處移近帶（正）電的靜電計(jì)的過程中，靜電計(jì)指針張角越來越小或者先逐漸減小至閉合繼而張開，則此物體所帶電荷與靜電計(jì)原來所帶電荷是異種電荷（負(fù)電荷）。因?yàn)閹ж?fù)電荷的物體移近時(shí)，與正電荷相吸引，使A上的正電荷由 c和d處向 a處轉(zhuǎn)移。c和d處的正電荷少了，靜電計(jì)指針張角也就小了。若物體所帶負(fù)電荷較多或移得較近，則可能使全部正電荷集中在a處，c和d處沒有電荷，指針閉合。帶電體再移近，則a處正電荷超過原來A上的全部正電荷，c和d處帶負(fù)電，指針重新張開（如圖5所示）。帶電體移去的過程中，指針逐漸閉合繼而逐漸張開。若物體帶負(fù)電荷較少或較遠(yuǎn)，則向帶正電的靜電計(jì)移近時(shí)，指針張角單調(diào)減小。
當(dāng)物體帶電較多時(shí)，只要注意不過分接近靜電計(jì)，避免靜電計(jì)與帶電物體間放電，則用感應(yīng)法檢驗(yàn)電荷正負(fù)，物體上的電荷沒有損失，可以重復(fù)驗(yàn)證，得出準(zhǔn)確的結(jié)果。
有人用“接觸法”檢驗(yàn)物體帶電的正和負(fù)。具體做法也是先使靜電計(jì)中心桿A帶上已知種類的電荷（如正電荷），靜電計(jì)指針張開一個(gè)中等角度。將待檢驗(yàn)的帶電物體接觸a，苦指針張角變大，就認(rèn)為物體與靜電計(jì)帶同種電荷（正電荷）；若指針張角變小或閉合，則認(rèn)為物體與靜電計(jì)帶異種電荷（負(fù)電荷）。這種檢驗(yàn)電荷正、負(fù)的方法是不可靠的。當(dāng)物體與靜電計(jì)帶同種電荷或雖帶異種電荷而電量較少時(shí)，用“接觸法”得到的結(jié)論是對(duì)的；當(dāng)物體帶與靜電計(jì)異種的電荷且電量較大時(shí)，“接觸法”得出的結(jié)論是錯(cuò)誤的。如前所述，帶大量異種（負(fù)）電荷的物體移近帶正電靜電計(jì)的過程中，靜電計(jì)指針張角先是變小至閉合，繼而又張開，此時(shí)c和d處已帶負(fù)電。物體與a接觸時(shí)，a處的正電荷被中和，大量負(fù)電荷傳至A，指針張角會(huì)進(jìn)一步增大。如果不注意物體移近過程中靜電計(jì)指針張角的變化，僅由接觸時(shí)張角變大而認(rèn)為物體帶正電，就錯(cuò)了。而且，經(jīng)“接觸法”檢驗(yàn)后，物體的帶電情況已經(jīng)因與a接觸而變化，不能重復(fù)核對(duì)。所以建議舍棄“接觸法”、采用“感應(yīng)法”來檢驗(yàn)物體所帶電荷的種類。
靜電計(jì)在上述各實(shí)驗(yàn)中作驗(yàn)電器使用時(shí)，外殼B接地與不接地都可以。
二、靜電計(jì)的第二類用途：作電勢差計(jì)用。
構(gòu)成靜電計(jì)的A和B，是兩個(gè)互相接近又彼此絕緣的導(dǎo)體。A和B組成一個(gè)電容器，A和B各是電容器的一個(gè)極。用WQ—5 A型萬用電橋測得一般靜電計(jì)的電容C0為 9—11pF。 A所帶電量 q和 A、 B間電勢差U之間的關(guān)系是
q＝C0U
U大則q大，靜電計(jì)的指針張角α也就大。所以，α的大小反映出U的大小。這就是靜電計(jì)用來測量電勢差的道理。因?yàn)殪o電計(jì)常用來測量電勢差，所以又叫電勢差計(jì)。