靜電感應(yīng)
解釋
正常的物質(zhì)都帶有等量的正電荷和負(fù)電荷,因此總的來(lái)說(shuō)是不帶電的。如果把帶電的物體靠近不帶電的導(dǎo)體,例如一片金屬,則導(dǎo)體上的電荷將會(huì)重新分布。例如,如果把帶正電的物體靠近一塊金屬(參見右面的圖),則金屬上的負(fù)電荷將會(huì)被吸引過去,而正電荷則會(huì)被排斥。這樣便導(dǎo)致金屬的靠近外界電荷的部分帶有負(fù)電荷,而遠(yuǎn)離外界電荷的部分則帶有正電荷。由于這只是電荷的重新分布,因此物體仍然是不帶電的。靜電感應(yīng)是可逆的,也就是說(shuō),如果外界的電荷被移走了,那么由于物體上正電荷和負(fù)電荷之間的吸引,它們將重新攙和起來(lái)。
用靜電感應(yīng)來(lái)使物體帶電
用驗(yàn)電器來(lái)演示靜電感應(yīng)
靜電感應(yīng)也可以用來(lái)使物體帶電。例如,如果把物體靠近正電荷,并同時(shí)把物體與大地用導(dǎo)線相連,則大地的一些負(fù)電荷會(huì)因正電荷的吸引而流入物體中。如果在這時(shí)切斷物體與大地之間的導(dǎo)線,則物體將會(huì)帶負(fù)電。
這可以用驗(yàn)電器(一種探測(cè)電荷的儀器)來(lái)演示。首先把帶電物體靠近驗(yàn)電器的頂端。這將會(huì)使驗(yàn)電器內(nèi)的電荷重新分布,使頂端帶有與物體相反的電荷,而箔片則帶有與物體相同的電荷。由于兩個(gè)箔片所帶的電荷是相同的,它們將會(huì)互相排斥而分開。這時(shí)驗(yàn)電器仍然不帶電,只是電荷重新分布了。但是,如果用手指接觸驗(yàn)電器的頂端,則電荷將因帶電物體的吸引而從大地流入驗(yàn)電器的頂端。這時(shí),驗(yàn)電器所帶的電荷是與帶電物體相反的。如果這時(shí)候把手指移開,則流入驗(yàn)電器內(nèi)的電荷將不能逃脫,這樣驗(yàn)電器便帶有電荷。因此,即使現(xiàn)在把帶電物體移開,兩個(gè)箔片也不會(huì)重新合攏。
物體與大地相連后留下的電荷總是與外界的電荷相反的。
絕緣體的靜電感應(yīng)
絕緣體也有靜電感應(yīng)的現(xiàn)象,這就是帶電物體能吸引小紙片的原因。在絕緣體中,電子被原子束縛著,不能在物體中自由移動(dòng);但是在原子內(nèi)可以移動(dòng)一點(diǎn)點(diǎn)。如果把帶正電的物體靠近絕緣體,則每一個(gè)原子中的電子都會(huì)被吸引而稍微移動(dòng)一點(diǎn),而原子核則會(huì)被排斥,而往相反的方向移動(dòng)一點(diǎn)。這種現(xiàn)象稱為極化。由于這時(shí)物體中的負(fù)電荷離外面的帶電物體較近,而正電荷則距離較遠(yuǎn),將導(dǎo)致吸引力比排斥力大一點(diǎn)點(diǎn)。這個(gè)現(xiàn)象是微觀的,但因?yàn)橛心敲炊嗟脑?,加起?lái)效果就很明顯了,足以使較輕的物體(如小紙片)被吸引。
參考文獻(xiàn)
靜電產(chǎn)生器月刊
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