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摩擦起电与感应起电的认知

文化教育佚名2023-09-17

我们刚刚踏入电学世界的大门时,会遇到摩擦起电和感应起电能使物体带电的两种方式。那这两种方式的起电原理是什么呢?

在讲摩擦起电的原理前,我们需要讲解下物体的原子结构。

我们知道,物体是由原子组成,原子又是由原子核和围绕核外运动的电子组成的,原子核是由质子和中子组成的。质子带正电,中子不带电,电子带负电。简单来说,就是带负电的电子在围绕带正电的原子核在高速运转。

那我们先说下,摩擦起电的原理。

两个物体相互摩擦时,由于原子核对核外电子的吸引力不同,越外层的电子所受到的原子核的吸引力越小,所以,当两个物体摩擦时,对电子吸引较弱的物体,它的电子就会转移到另一方物体上。失去电子的物体就会带上正电,得到电子的物体就会带上负电。这就是摩擦起电的原理。

同样,我们在讲感应起电的原理前,我们先讲下导体的物理模型。

由于导体中的原子核对核外电子的吸引更小,导体原子核的外层电子脱离了原子核的吸引,可以在导体内自由移动。失去电子的原子核就成了离子,离子不会移动,只会在自己的平衡位置附近做振动。这个模型是一种简化的抽象,可以有效地解释导体的导电现象。

当我们把带电的物体靠近导体时,由于同性电荷相互排斥,异性电荷相互吸引,这样就使得导体中的自由电子靠近或者原理带电的物体。最终的结果是,使得导体的一端带上负电,另一端带上正电。这就是感应起电的原理。

最后提一下,自然界只有两种电荷,一种是正电荷,一种是负电荷。电荷总量是不变的,不管是摩擦起电还是感应起电,都没有创造电荷,只是使电荷从一个物体转移到另外一个物体,或者使电荷从物体的一部分转移到了另一部分。这就是电荷守恒定律。

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