高中物理 第1章 靜電場 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 同學們好，這節(jié)課我們將學習摩擦起電。早在初中我們就接觸了摩擦起電，現(xiàn)在我們進行更深一步的理解。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，另一種物體帶負電的現(xiàn)象）。 摩擦起電準確的概念是摩擦起電是電子由一個物體轉移到另一個物體的結果，使兩個物體帶上了等量的電荷。得到電子的物體帶負電，失去電子的物體帶正電。因此原來不帶電的兩個物體摩擦起電時，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。 任何兩個物體摩擦，都可以起電。18世紀中期，美國科學家本杰明·富蘭克林經過分析和研究，認為有兩種性質不同的電，叫做正電和負電。物體因摩擦而帶的電，不是正電就是負電。 實質：摩擦起電的實質是電荷的轉移。 原子原理 近代科學告訴我們：任何物體都是由原子構成的，而原子由帶正電的原子核和帶負電的電子所組成，電子繞著原子核運動。在通常情況下，原子核帶的正電荷數(shù)跟核外電子帶的負電荷數(shù)相等，原子不顯電性，所以整個物體是中性的。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，轉移到另一物體

3、上，從而使核外電子帶的負電荷數(shù)目改變。當物體失去電子時，它的電子帶的負電荷總數(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?shù)玫诫娮訒r，它就顯示出帶負電。 兩個物體互相摩擦時，因為不同物體的原子核束縛核外電子的本領不同，所以其中必定有一個物體失去一些電子，另一個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電。用橡膠棒跟毛皮摩擦，毛皮的一些電子轉移到橡膠棒上，毛皮帶正電，橡膠棒帶著等量的負電。 摩擦起電的原因 利用一些容易起電的同種材料進行相互摩擦，兩個摩擦表面就能夠出現(xiàn)帶電現(xiàn)象。通過進一步的

4、實驗表明：兩個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電荷。在排除了外界的影響(如通過其它導體導走電荷等)之后，實驗仍能得到相同的結果。 原子由帶負電荷的電子 和帶正電荷的原子核構成，原子核所帶的正電荷與源自所帶的負電荷在數(shù)量上相等，因此原子呈電中性，原子構成的物體也呈電中性。不同物質的原子核束縛電子的本領不同。兩個物體摩擦時，哪個物體的原子核束縛電子的本領弱，它的一些電子就會轉移到另一個物體上，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電。 將介質表面污染考慮進去從而來解釋此現(xiàn)象 因為介質在未摩擦之前會在周圍的環(huán)

5、境中受到了一定程度的污染，污染的結果是介質和污染物之間因接觸而產生了偶電層。摩擦會使一部分污染脫離介質表面，從而脫離部分的介質與污染之間的偶電層也隨之分離使介質帶上電荷。因為介質相同，且污染物也相同，這里偶電層也是相同的，故偶電層脫離時，介質上帶上同種電荷。 1、原子核+電子,我們知道物質由分子構成，分子由原子構成，而原子又是由原子核和繞原子核高速運動的電子所構成。電子帶負電，原子核帶正電。 2、電子的轉移,因為這樣的電荷不流動，被稱為“靜電”。人體靜電的電壓最高可達2萬伏左右。在冬天干燥的空氣里人體會帶電，只要人一走動，空氣與衣服之間的摩擦就使人體儲存了靜電。因此，當手觸及門上的金屬把手

6、等導體就會放電，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，這就是摩擦起電的現(xiàn)象。 摩擦起電的原因 由于不同物質的原子核對核外電子的束縛能力不同，當兩個物體相互摩擦時，哪個物體的原子核對核外電子的束縛本領弱，它的一些電子就會轉移到另一個物體上，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電。 摩擦起電實質上并不是創(chuàng)造了電，只是電荷從一個物體轉移到了另一個物體，使正負電荷分開，電荷的總量并沒有改變。相互摩擦的兩個物體，必然帶上等量的異種電荷，帶正電的物體缺少電子，帶負電的物體有了等量的多余的電子。