2、带电体为什么能吸引轻小物体

带电体的周围存在电场,使轻小物体在靠近它的一端出现异种电荷,在远离它的一端出现等量的同种电荷。两电荷之间的作用力是跟它们的电量的乘积成正比,跟它们的距离的平方成反比。因此,带电体对较近的异种电荷的吸引力大于对较远的同种电荷的排斥力。所以带电体能吸引轻小物体。构成轻小物体的性质不同,它两端出现等量异种电荷的情况也不同。

如果轻小物体是导体,导体中的自由电荷(金属导体中是自由电子,酸、碱、盐的水溶液中是正、负离子)在外电场的作用下向与电场方向相反的方向移动,使导体在靠近带电体的一面出现与带电体异种的电荷,远的一端出现与带电体同种的电荷,这种现象叫静电感应。

如果轻小物体是电介质(即绝缘体)电介质里的每个分子都是由带负电的电子和带正电的原子核组成的,并且正、负电荷结合得比较紧密,处于束缚状态,几乎没有自由电荷。一般来说,分子中的正、负电荷并不集中于一点。但分子的全部电荷与一个位于某一位置的负电荷相当,此位置叫做这个分子的负电荷的“重心”。因此,分子的全部正电荷也有一个“重心”,有的电介质,分子的正、负电荷的“重心”重合,这类分子叫无极分子;有的电介质,分子的正、负电荷的“重心”不重合,它们之间有一定的距离,这类分子叫做有极分子。这种相距很近的相互联系的一对等值异号的电荷叫做“电偶极子”。

无极分子在受到外电场的作用时,分子的正电荷“重心”向电场方向移动,负电荷“重心”逆着电场的方向移动。从整块电介质来看,在外电场作用下,由于每个分子都变成了解电偶极子,因此在电介质跟外电场垂直的两个表面上就出现了等量的正、负电荷(图074)。这种电荷不能离开电介质,叫做束缚电荷。

有极分子在受到外电场的作用时,每个分子的电偶极子都要受到力矩的作用,使它转向外电场的方向(由于还有分子的热运动,这种转向是不完全的)。从整块电介质来看,在电介质跟外电场垂直的两个表面上也出现了等量的正、负电荷(图075)

在外电场的作用下,电介质的表面上出现束缚电荷的现象叫作电介质的极化。从微观的角度看来,两种电介质的极化过程不同,但宏观的效果是一样的。

1、正确理解物体带电

物体有了吸引轻小物体的性质,就说物体带了电,或者说带了电荷。在初中物理中使物体带电的方法有摩擦起电和接触带电等。用摩擦的方法使物体带电叫摩擦起电。摩擦起电的特点是:(1)被摩擦的两个物体一般都是绝缘体,摩擦前都不带电;(2)摩擦后两个物体分别带上了等量的异种电荷。把一个带电体与另一个不带电的物体接触,不带电体也带上了电荷的现象叫接触带电。例如带负电的橡胶棒接触不带电的验电器时,验电器也带上了负电荷。接触带电的特点是:(1)不带电体总是带上和带电体相同的电荷;(2)接触前后,电荷总量守恒,即接触前带电体的电量应等于接触后两个物体所带的电量之和。物体带电后,电荷 并不是均匀分布在物体表面上,表面越尖锐的地方分布的电荷越多。如果两个物体的形状、大小、结构完全相同,一个带10C正荷电,一个不带电,接触后电荷就平均分配,每个物体都带上了5C的正电荷。

根据下列现象之一可以判断一个物体是否带有电荷:(1)是否能吸引轻小物体;(2)是否能使验电器金属箔张开一定的角度;(3)有时带电体能使试电笔的氖管发光。

不论是摩擦起电或是接触带电,带电的实质都是电荷转移,并非创造了电。在摩擦的过程中,失去电子的物体带正电,得到电子的物体带负电。

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