摩擦起电

2022-10-29 01:00:13   文档大全网     [ 字体: ] [ 阅读: ]

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摩擦
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,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,

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.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μ0.18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

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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