两种电荷
看透同斥异吸的微观成因,掌握摩擦起电与电荷守恒
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两种电荷
看透同斥异吸的微观成因,掌握摩擦起电与电荷守恒
电荷
电荷:定义、要点与典型应用
摩擦起电
上页我们认识了电荷——它守恒、可加可减。那电荷是怎么"跑到"物体上的?冬天脱毛衣噼啪作响、梳子梳头后能吸起纸屑,这些常见现象都来自摩擦起电。
松手的人让出糖,紧抓的人多拿糖,糖总量不变
电荷量
知道一根带电体带的是正电还是负电,只是第一步——还得知道它带了多少。电荷量就是描述「多少」的物理量。
1.5 个原子不存在,1.5 个元电荷也不存在——这就是量子化
正电荷与负电荷
正电荷与负电荷:定义、要点与典型应用
验电器
我们已经知道摩擦能让物体带电——气球在头发上擦一擦就能吸起小纸片。但怎么严谨地证明一个物体确实带了电?光凭感觉不够,需要一个把'看不见的电荷'变成'看得见的现象'的工具。这就是验电器。
都把不可见的物理量转化为肉眼可见的机械动作
原子结构
上一页讲到验电器能分辨正电和负电——那这两种电荷到底「藏」在哪里?答案得从原子的内部结构找起。
太阳=原子核(集中几乎全部质量),行星=电子(绕核运转)
电子电荷量
上一页我们知道了原子结构——电子绕原子核运动。那电子身上的「负电」到底有多大?自然界里有没有一个最小的、不能再分的电荷单位?
金额都是 1 分的整数倍;电荷都是 e 的整数倍,e 是「不可再分」的最小单位
导体和绝缘体
我们已经知道,金属中的部分电子可以在材料内部移动;当电荷想从橡胶、玻璃中通过时,却会遇到很大阻力。材料让电荷移动的难易,引出导体和绝缘体。
水渠让水沿指定路线流动,堤坝阻止水流;导体让电荷移动,绝缘体限制电荷移动。
自由电子
我们已经看过原子结构,知道电子绕核运动。但金属中的电子并非都老老实实待在原子身边——有一类'离家出走'的电子,是导电的关键。
不再专属某个人(原子),可在整个馆(导体)流动
本节要点
- ✓起电本质是电子转移,总电荷守恒
- ✓元电荷 e≈1.6×10⁻¹⁹C,电荷量子化
- ✓同种相斥、异种相吸是验电器原理
- ✓导体与绝缘体的差异在自由电子能否自由移动
- ✓正负电荷是电子得失的宏观表现
课后思考
三道开放题,先遮住参考答案自己思考,再对照看思路点拨。
参考答案原子核的正电荷总量与所有核外电子的负电荷总量相等,正负相互抵消,整体对外不显电性,这就是电中性。要让物体带电,必须有电子在物体间发生转移。
参考答案毛衣与身体或内衣摩擦时,电子在两者间发生转移,使一方带正电、一方带负电。累积的电荷在电压足够高时击穿空气放电,于是产生噼啪声和小火花。
参考答案仅靠验电器无法区分。箔片张角只反映“是否带电”和“带电多少”,不反映电荷符号。要判断正负,必须用一个已知电荷的物体靠近,根据吸引或排斥来判断。