高中物理 第1章 靜電場(chǎng) 第1節(jié) 靜電現(xiàn)象及其微觀解釋 摩擦起電素材 魯科版選修3-1（通用）

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1、摩擦起電 同學(xué)們好，這節(jié)課我們將學(xué)習(xí)摩擦起電。早在初中我們就接觸了摩擦起電，現(xiàn)在我們進(jìn)行更深一步的理解。首先我們先來理解什么是摩擦起電？ 摩擦起電就是用摩擦的方法使兩個(gè)不同的物體帶電的現(xiàn)象，叫摩擦起電（或兩種不同的物體相互摩擦后，一種物體帶正電，另一種物體帶負(fù)電的現(xiàn)象）。 摩擦起電準(zhǔn)確的概念是摩擦起電是電子由一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體的結(jié)果，使兩個(gè)物體帶上了等量的電荷。得到電子的物體帶負(fù)電，失去電子的物體帶正電。因此原來不帶電的兩個(gè)物體摩擦起電時(shí)，它們所帶的電量在數(shù)值上必然相等。摩擦過的物體具有吸引輕小物體的現(xiàn)象。 兩種電荷：自然界中只存在兩種電荷。規(guī)定絲綢摩擦過的玻璃棒帶的電荷叫正電

2、荷，用毛皮摩擦過的橡膠棒帶的電荷叫負(fù)電荷。 電荷間的相互作用：同種電荷互相排斥，異種電荷互相吸引。 任何兩個(gè)物體摩擦，都可以起電。18世紀(jì)中期，美國(guó)科學(xué)家本杰明·富蘭克林經(jīng)過分析和研究，認(rèn)為有兩種性質(zhì)不同的電，叫做正電和負(fù)電。物體因摩擦而帶的電，不是正電就是負(fù)電。 實(shí)質(zhì)：摩擦起電的實(shí)質(zhì)是電荷的轉(zhuǎn)移。 原子原理 近代科學(xué)告訴我們：任何物體都是由原子構(gòu)成的，而原子由帶正電的原子核和帶負(fù)電的電子所組成，電子繞著原子核運(yùn)動(dòng)。在通常情況下，原子核帶的正電荷數(shù)跟核外電子帶的負(fù)電荷數(shù)相等，原子不顯電性，所以整個(gè)物體是中性的。原子核里正電荷數(shù)量很難改變，而核外電子卻能擺脫原子核的束縛，轉(zhuǎn)移到另一物體

3、上，從而使核外電子帶的負(fù)電荷數(shù)目改變。當(dāng)物體失去電子時(shí)，它的電子帶的負(fù)電荷總數(shù)比原子核的正電荷少，就顯示出帶正電；相反，本來是中性的物體，當(dāng)?shù)玫诫娮訒r(shí)，它就顯示出帶負(fù)電。 兩個(gè)物體互相摩擦?xí)r，因?yàn)椴煌矬w的原子核束縛核外電子的本領(lǐng)不同，所以其中必定有一個(gè)物體失去一些電子，另一個(gè)物體得到多余的電子。如用玻璃棒跟絲綢摩擦，玻璃棒的一些電子轉(zhuǎn)移到絲綢上，玻璃棒因失去電子而帶正電，絲綢因得到電子而帶著等量的負(fù)電。用橡膠棒跟毛皮摩擦，毛皮的一些電子轉(zhuǎn)移到橡膠棒上，毛皮帶正電，橡膠棒帶著等量的負(fù)電。 摩擦起電的原因 利用一些容易起電的同種材料進(jìn)行相互摩擦，兩個(gè)摩擦表面就能夠出現(xiàn)帶電現(xiàn)象。通過進(jìn)一步的

4、實(shí)驗(yàn)表明：兩個(gè)表面所帶電荷為同性電荷，并且有的材料摩擦可以帶同性正電荷，有的摩擦后可以帶同性負(fù)電荷。在排除了外界的影響(如通過其它導(dǎo)體導(dǎo)走電荷等)之后，實(shí)驗(yàn)仍能得到相同的結(jié)果。 原子由帶負(fù)電荷的電子 和帶正電荷的原子核構(gòu)成，原子核所帶的正電荷與源自所帶的負(fù)電荷在數(shù)量上相等，因此原子呈電中性，原子構(gòu)成的物體也呈電中性。不同物質(zhì)的原子核束縛電子的本領(lǐng)不同。兩個(gè)物體摩擦?xí)r，哪個(gè)物體的原子核束縛電子的本領(lǐng)弱，它的一些電子就會(huì)轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體上，失去電子的物體因缺少電子而帶正電，得到電子的物體因有多余的電子而帶等量的負(fù)電。 將介質(zhì)表面污染考慮進(jìn)去從而來解釋此現(xiàn)象 因?yàn)榻橘|(zhì)在未摩擦之前會(huì)在周圍的環(huán)

5、境中受到了一定程度的污染，污染的結(jié)果是介質(zhì)和污染物之間因接觸而產(chǎn)生了偶電層。摩擦?xí)挂徊糠治廴久撾x介質(zhì)表面，從而脫離部分的介質(zhì)與污染之間的偶電層也隨之分離使介質(zhì)帶上電荷。因?yàn)榻橘|(zhì)相同，且污染物也相同，這里偶電層也是相同的，故偶電層脫離時(shí)，介質(zhì)上帶上同種電荷。 1、原子核+電子,我們知道物質(zhì)由分子構(gòu)成，分子由原子構(gòu)成，而原子又是由原子核和繞原子核高速運(yùn)動(dòng)的電子所構(gòu)成。電子帶負(fù)電，原子核帶正電。 2、電子的轉(zhuǎn)移,因?yàn)檫@樣的電荷不流動(dòng)，被稱為“靜電”。人體靜電的電壓最高可達(dá)2萬伏左右。在冬天干燥的空氣里人體會(huì)帶電，只要人一走動(dòng)，空氣與衣服之間的摩擦就使人體儲(chǔ)存了靜電。因此，當(dāng)手觸及門上的金屬把手

6、等導(dǎo)體就會(huì)放電，感覺就像被麻了一下。 3、同種電荷互相排斥,異種電荷相互吸引。 摩擦起電現(xiàn)象：摩擦過的物體具有吸引輕小物體的性質(zhì)，這就是摩擦起電的現(xiàn)象。 摩擦起電的原因 由于不同物質(zhì)的原子核對(duì)核外電子的束縛能力不同，當(dāng)兩個(gè)物體相互摩擦?xí)r，哪個(gè)物體的原子核對(duì)核外電子的束縛本領(lǐng)弱，它的一些電子就會(huì)轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體上，失去電子的物體帶正電，得到電子的物體由于帶有多余的電子而帶負(fù)電。 摩擦起電實(shí)質(zhì)上并不是創(chuàng)造了電，只是電荷從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到了另一個(gè)物體，使正負(fù)電荷分開，電荷的總量并沒有改變。相互摩擦的兩個(gè)物體，必然帶上等量的異種電荷，帶正電的物體缺少電子，帶負(fù)電的物體有了等量的多余的電子。