除了摩擦起電外,還有哪些方式能使物體帶電呢?

感應起電必須是導體嗎

自從人類發現了電後,電就給人類帶來了光明,可是,電的危害也是無處不在的。我們知道,人體所能承受的最大電壓為36V,人一旦基礎的電壓超過36V後,人就有灼傷、痙攣,甚至死亡的危險。那麼,使物體帶電的方式有哪幾種呢?

除了摩擦起電外,還有哪些方式能使物體帶電呢?

第一:摩擦起電

摩擦起電在自然界中很常見,特別是在乾燥的冬天裡,有些物體在與乾燥的空氣摩擦後,其表面就會帶有靜電,當我們用手指去觸碰物體時,能明顯的感覺到“麻”的一下,當物體所帶的靜電很大時,有時還能聽到“呲呲“的聲音。

除了摩擦起電外,還有哪些方式能使物體帶電呢?

這是因為帶電的物體在放電的過程中,它的電力引起了周圍空氣的震動,從而使人們聽到了” 呲呲“的聲音。在進一步研究摩擦起電現象時,人們得出了摩擦起電的本質,即摩擦起電實質上是物體被摩擦後,它裡面的電子發生了轉移,從而使物體有了靜電。失去電子的物體所帶的電為正電,得到電子的物體所帶的電為負電。

除了摩擦起電外,還有哪些方式能使物體帶電呢?

第二:接觸起電

接觸起電是比較危險的,例如人接觸到高壓電後,人就極有可能會被電死。在進一步的研究電後,人們也得出了接觸起電的本質,即電荷從帶電物體轉移到了不帶電的物體上,或從帶電量多的轉移到帶電量上的物體上,而其總量不變。為了使大家更加清除的瞭解接觸起電的過程,請看一道經典的例題。

除了摩擦起電外,還有哪些方式能使物體帶電呢?

在真空中有兩個相同的金屬小球,帶電荷量之比為1:7,它們的距離為r,兩小球相互接觸後再放回原地,則它們之間的庫倫力(靜電力)可能為原來的多少倍呢?

由於例子中並沒有直接指出兩個小球所帶電的屬性,也就是說它們所帶的電可能為正電,也可能為負電,假設它們所帶的電性都為同種電荷,若所帶電荷量小的金屬球為Q,所帶電荷量大的金屬球為7Q,當兩個小球接觸後,兩個小球所帶的電荷量q1=q2=(Q+7Q)/2=4Q。

除了摩擦起電外,還有哪些方式能使物體帶電呢?

由於帶電的金屬小球只是移動而沒有運動,並且兩個金屬小球在真空的環境中,有庫倫定律可得F‘=K(4Q×4Q)/r²=16KQ²/r²。而在沒有接觸之前兩個金屬小球之間的庫侖力F=K×Q×7Q/r²=7KQ²/r²,故而,兩個金屬小球接觸後的庫侖力為接觸前的庫侖力的16/7倍。

第二種情況:若原來的兩個金屬小球所帶的電荷為異性電荷,則兩球接觸後它們的各自電荷量為q1’=q2‘=(-Q+7Q)/2=3Q,則接觸後兩個小球直接的庫侖力為f’=k×3Q×3Q/r²,解得它們的庫侖力f‘=k9Q²/r²。

除了摩擦起電外,還有哪些方式能使物體帶電呢?

而在沒有接觸前兩個小球直接的庫侖力f=k7Q×Q/r²=K7Q²/r²。故而,帶異種電荷接觸後的庫侖力為接觸後前庫侖力的9/7倍。

從例子中不難看出,不管金屬小球是帶有同種電荷還是異種電荷,在接觸後其庫侖力都會增強,其原因是帶電的物體接觸後其電量會重新的分配,這其中就有電荷的中和法則。

除了摩擦起電外,還有哪些方式能使物體帶電呢?

第三種:感應起電

感應起電並不是磁生電現象,而是指把電荷移近一個不帶電的導體,使導體的兩段帶有等量的異種電荷,將此導體從中間分開,分開導體後,這兩個導體就帶有等量的一種電荷,將感應的電荷移開,如果把這兩個導體接觸後,這兩個導體又不帶電了,這就是電荷的中和。

對於感應起電,大家不妨這樣記,當把帶正電荷的金屬球移近導體時,導體內的自由電子全部向金屬球的一端聚集,而導體的另一端就聚集了大量了正電荷,也就是說,導體中有多少電子移動到了金屬球一端,那麼金屬球的另一端就有多少正電荷。這就是感應起電的通俗解釋。