高中物理 第1章 静电场 第1节 静电现象及其微观解释 摩擦起电素材 鲁科版选修3-1（通用）

高中物理 第1章 静电场 第1节 静电现象及其微观解释 摩擦起电素材 鲁科版选修3-1（通用）

摩擦起电 ‎ 同学们好，这节课我们将学习摩擦起电。早在初中我们就接触了摩擦起电，现在我们进行更深一步的理解。首先我们先来理解什么是摩擦起电？‎ 摩擦起电就是用摩擦的方法使两个不同的物体带电的现象，叫摩擦起电（或两种不同的物体相互摩擦后，一种物体带正电，另一种物体带负电的现象）。‎ 摩擦起电准确的概念是摩擦起电是电子由一个物体转移到另一个物体的结果，使两个物体带上了等量的电荷。得到电子的物体带负电，失去电子的物体带正电。因此原来不带电的两个物体摩擦起电时，它们所带的电量在数值上必然相等。摩擦过的物体具有吸引轻小物体的现象。‎ 两种电荷：自然界中只存在两种电荷。规定丝绸摩擦过的玻璃棒带的电荷叫正电荷，用毛皮摩擦过的橡胶棒带的电荷叫负电荷。‎ 电荷间的相互作用：同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引。‎ 任何两个物体摩擦，都可以起电。18世纪中期，美国科学家本杰明·富兰克林经过分析和研究，认为有两种性质不同的电，叫做正电和负电。物体因摩擦而带的电，不是正电就是负电。‎ 实质：摩擦起电的实质是电荷的转移。‎ 原子原理 近代科学告诉我们：任何物体都是由原子构成的，而原子由带正电的原子核和带负电的电子所组成，电子绕着原子核运动。在通常情况下，原子核带的正电荷数跟核外电子带的负电荷数相等，原子不显电性，所以整个物体是中性的。原子核里正电荷数量很难改变，而核外电子却能摆脱原子核的束缚，转移到另一物体上，从而使核外电子带的负电荷数目改变。当物体失去电子时，它的电子带的负电荷总数比原子核的正电荷少，就显示出带正电；相反，本来是中性的物体，当得到电子时，它就显示出带负电。‎ 两个物体互相摩擦时，因为不同物体的原子核束缚核外电子的本领不同，所以其中必定有一个物体失去一些电子，另一个物体得到多余的电子。如用玻璃棒跟丝绸摩擦，玻璃棒的一些电子转移到丝绸上，玻璃棒因失去电子而带正电，丝绸因得到电子而带着等量的负电。用橡胶棒跟毛皮摩擦，毛皮的一些电子转移到橡胶棒上，毛皮带正电，橡胶棒带着等量的负电。‎ 摩擦起电的原因 利用一些容易起电的同种材料进行相互摩擦，两个摩擦表面就能够出现带电现象。通过进一步的实验表明：两个表面所带电荷为同性电荷，并且有的材料摩擦可以带同性正电荷，有的摩擦后可以带同性负电荷。在排除了外界的影响(如通过其它导体导走电荷等)之后，实验仍能得到相同的结果。‎ 原子由带负电荷的电子 和带正电荷的原子核构成，原子核所带的正电荷与源自所带的负电荷在数量上相等，因此原子呈电中性，原子构成的物体也呈电中性。不同物质的原子核束缚电子的本领不同。两个物体摩擦时，哪个物体的原子核束缚电子的本领弱，它的一些电子就会转移到另一个物体上，失去电子的物体因缺少电子而带正电，得到电子的物体因有多余的电子而带等量的负电。‎ 将介质表面污染考虑进去从而来解释此现象 因为介质在未摩擦之前会在周围的环境中受到了一定程度的污染，污染的结果是介质和污染物之间因接触而产生了偶电层。摩擦会使一部分污染脱离介质表面，从而脱离部分的介质与污染之间的偶电层也随之分离使介质带上电荷。因为介质相同，且污染物也相同，这里偶电层也是相同的，故偶电层脱离时，介质上带上同种电荷。‎ ‎1、原子核+电子,我们知道物质由分子构成，分子由原子构成，而原子又是由原子核和绕原子核高速运动的电子所构成。电子带负电，原子核带正电。‎ ‎2、电子的转移,因为这样的电荷不流动，被称为“静电”。人体静电的电压最高可达2万伏左右。在冬天干燥的空气里人体会带电，只要人一走动，空气与衣服之间的摩擦就使人体储存了静电。因此，当手触及门上的金属把手等导体就会放电，感觉就像被麻了一下。‎ ‎3、同种电荷互相排斥,异种电荷相互吸引。‎ 摩擦起电现象：摩擦过的物体具有吸引轻小物体的性质，这就是摩擦起电的现象。‎ 摩擦起电的原因 由于不同物质的原子核对核外电子的束缚能力不同，当两个物体相互摩擦时，哪个物体的原子核对核外电子的束缚本领弱，它的一些电子就会转移到另一个物体上，失去电子的物体带正电，得到电子的物体由于带有多余的电子而带负电。‎ 摩擦起电实质上并不是创造了电，只是电荷从一个物体转移到了另一个物体，使正负电荷分开，电荷的总量并没有改变。相互摩擦的两个物体，必然带上等量的异种电荷，带正电的物体缺少电子，带负电的物体有了等量的多余的电子。‎