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超越@2年前
问题2:为什么摩擦、接触或者感应能让物体带电? 答:初中化学学习中我们已经知道物质是由大量分子组成的,分子是由原子构成的。原子虽然是参与化学反应的最小微粒,但原子还可以再分为原子核和核外电子。 如图所示,原子核带正电,核外电子带负电,核外电子在原子核的吸引下被束缚在原子内。由于原子核的正电荷数与核外电子的负电荷数相等,所以整个原子呈电中性。 不同的物体原子核对核外电子的束缚能力不同。当两个物体相互摩擦时,摩擦力使原子中的核外电子能量增加,有的物体(束缚能力弱)的电子就获得了“逃走”的能力,“逃走”的电子被另一物体(束缚能力强)“俘获”。失去电子的物体就带上了“正电”,得到电子的物体就带上了“负电”,这就是摩擦起电的原因。 那么接触起电又是怎么发生的呢?如图所示,用一个带正电的物体接触另一个不带电的物体时,根据同性电荷相互排斥、异种电荷相互吸引,不带电的物体上的“电子”被带正电的物体吸引并“俘获”,从而使不带电的物体也带上了正电。 你可能会问,这一过程中如果带正电的物体吸引的电子足够多,是不是就会变成不带电的物体了?当然不是这样:带正电的物体吸引不带电物体上的电子后,不带电的物体也带上了正电,因此对要离开的电子也就产生了吸引力,若两边的吸引力达到了平衡,电子就无法继续“逃走”了。因此两个完全相同的物体接触后电荷会均分,而不同的两个物体接触后留住电荷的多少就是一场能力的比拼了。 那带负电的物体接触另一个不带电的物体时,不带电的物体为什么也带上了负电,你一定能自己分析出来了。 接下来,让我们看看感应起电是怎么发生的吧:感应起电发生在导体上,因此与导体的微观结构有关。以金属为例,如图所示,金属中原子的外层电子受到原子核的束缚作用较弱,因此脱离了原子核的束缚游离在金属中,也就是我们常说的“自由电子”。当一个带电物体靠近导体时,这些自由电子就受到了“吸引”或者“排斥”的作用,分布到了导体的一端,因此使导体一端失去电子带正电,另外一端得到电子带负电,这就是感应起电的微观机制。 小结:综合以上三种起电方式可知,物体带电的过程就是电子转移的过程,摩擦起电和接触起电是电子从一个物体转移到了另一个物体,感应起电是电子从物体的一部分转移到了另一部分。
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