摩擦起电

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摩擦起电



一、为什么摩擦后的带电棒能吸引轻小物体？

摩擦后的带电棒能吸引轻小物体，原因在于带电棒在周围空间产生了一个非均匀电场，离棒的带电端越近，电场就越强．如果轻小物体是电介质，那么这些小物体在电场中被极化，离带电棒近的一端出现异性电荷，远端出现同性电荷．这些电荷被束缚在小物体两端，称极化电荷，极化电荷在电场中同样要受到电场力作用．如图所示，小物体离棒近的一端受的引力为F_，另一端受的斥力为F+，由于电场不均匀，F-＞F+，小物体所受合力指向带电棒，结果它被带电棒吸

引过去了．



如果小物体为导体，这样的小导体在带电棒的电场中被感应，结果靠近带电棒的一端，感应电荷与棒上电荷异号，远离带电棒的一端感应电荷与棒上电荷同号．于是，小物体在非均匀电场

中受力作用，其情况与上述的电介质受力类似，也将趋向带电棒．

其实，在非均匀电场中的轻小物体，在电场的作用下，都可看作一个小的电偶极子，这些小的电偶极子，在非均匀电场中，沿电场强度方向取向，受力作用而趋向于电场变化大的地方，结

果被带电棒吸引．



二、影响摩擦起电电性的主要因素

实验表明，用摩擦的方法可以使物体带电，但物体摩擦后带电的正负却受很多因素影响．不管条件如何，都认为丝绸与玻璃棒摩擦后，玻璃棒总是带正电是不正确的．在某些条件下，摩擦

后的玻璃棒也可能带上负电．影响摩擦起电电性的主要因素有：

1．物体温度的高低

冷热程度相差十分悬殊时，摩擦起电的电性会相反．例如，常温下丝绸与光滑玻璃棒相摩擦，玻璃棒带正电；但同样光滑的玻璃棒，用红外灯烘烤相当长时间后，再与丝绸摩擦，玻璃棒就带

上了负电．

2．物体表面粗糙程度

表面粗糙程度不同，摩擦起电的电性会发生相反的变化．肖（Shaw）通过实验发现：玻璃

棒表面摩擦系数

μ> 0.18时，与丝绸摩擦后，玻璃棒带负电；而当μ＜0.18时，与丝绸摩擦后的玻璃棒带正电．

3．两物体的相对性质

同一物体与不同的物体，在同样的情况下相摩擦，带电的电性也能相反．例如，常温下丝绸

与光滑玻璃棒摩擦玻璃棒带正电，而羊毛与玻璃棒摩擦，玻璃棒带负电．

4．物体表面有无杂质

如动物皮毛上的油脂、灰尘，金属表面的氧化物等杂质的存在，都会影响摩擦起电的电性，

以及所带电量的多少．

摩擦起电是化学成分、物理性质不同的两个物体，互相紧密接触、摩擦时发生的现象．由于两个物体的电子逸出功不同，就会出现电子从一种物质跑到另一种物质里去的数量不同．当物体分开时，跑出去的电子多、得到的电子少的物体带正电，另一物体则带负电．在摩擦起电过程中，摩擦的作用一方面使两物体的接触面积增加；另一方面由于摩擦做功，使两物体接触表面温度升


高，表面层电子的动能增加，接触面间交流的电子增多．

摩擦起电的电性，还受另外的因素影响，起电过程所带电量的多少，也与实验条件、操作方法等有关．摩擦起电看来是个古老而又简单的带电现象，但还有新的规律，需要在不断地实验中

去发现、探索．

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