浅谈三种起电方式

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  下图是苏科版(2012)八年级下册第七章第二节"www"中第二题的插图。“当带负电的橡胶棒与金属小球接触时,电荷就会传导到金属杆和金属箔片上,两片金属箔片就会因为带同种电荷而张开。”那么书上的这句话和这张插图正确吗?那么我们必须要从研究三种起电方式开始。
  一、摩擦起电
  我们知道丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷,而毛皮摩擦过的橡胶棒带负电。18世纪中期,美国科学家本杰明·富兰克林经过分析和研究用摩擦的方法使两个不同的物体带电的现象,叫摩擦起电。追求其本质是电荷的转移。
  原子物理告诉我们,任何物体都是由原子构成的。而原子又是由原子核和核外电子组成的。不同的原子核束缚电子的能力不一样,所以当不同物质的原子靠的很近的时候,一种物质的电子可能被另一种物质的原子核所吸引。如图中甲因为得到电子而带负电而乙因为失去电子而带正电。而课本这幅图中的金属杆和金属箔片的带点并没有通过任何的摩擦,所以肯定不属于摩擦起电的范畴。
  二、感应起电
  导体内自由电荷在电场力作用下重新分布,导体两端出现等量正负感应电荷的现象。在初中的范围内还没有接触到电场力的概念。对于感应起电因为难度较大,也不需要初中生掌握。但是可以尝试着从“同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引”的角度来解释。
  在导体A的右侧放置一个带正电的导体球B,因为同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引,A中的电子就被带正电荷的B吸引到右边。右端的电子数多所以表现出带负电。而左边的电子少,所以就带上正电。将A从中间切割,就得到了一个带正电和负电的带电体。从感应起电的本质中我们不难看出,感应起电的条件必须是带电体和导体不能接触。所以课本中的这幅图说涉及到的也不属于感应起电的范畴。
  三、接触起电
  接触起电是指一个不带电的导体通过与另一个带电体接触后分开,从而成为带电体的现象。显然课本中的图中的带电方式就属于接触起电。那么是否正确呢?我们来共同探讨。
  当带正电的导体A接触到验电器的金属球时,因为异种电荷相互吸引。验电器上金属球上的电子就被其吸引,移动到导体A上与正电中和。剩下来的原子核因为缺少电子而带正电。同样,金属箔上的电子亦要中和金属球上的正电荷,金属箔上的电子减少。金属箔也带正电。所以说,课本上这幅图标注的正负电荷为错误的!带电体、金属球、金属箔都应该带正电!
  古人云:“尽信书不如无书”。通过这个例子可以看出,同学们在学习课本上的知识的时候,还是应该抱着一个质疑的态度。和其他同学一起,以自己的认知为基础,敢于提问和追问,这样才能真正的学好物理。
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