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摩擦起电的原理

在之前的章节中小编有提到过电荷的相关现象和应用,关于电荷,其实还有个有趣的常识,叫做摩擦起电。今天,小编就为同学们解释介绍一下摩擦起电的原理到底是怎么回事?

1.什么是摩擦起电?

摩擦起电是电子由一个物体转移到另一个物体的结果,使两个物体带上了等量的电荷。得到电子的物体带负电,失去电子的物体带正电。因此原来不带电的两个物体摩擦起电时,它们所带的电量在数值上必然相等。摩擦过的物体具有吸引轻小物体的现象。

2.摩擦起电的原因

(1)由于不同物质的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,哪个物体的原子核对核外电子的束缚本领弱,它的一些电子就会转移到另一个物体上,失去电子的物体带正电,得到电子的物体由于带有多余的电子而带负电。

(2)摩擦起电实质上并不是创造了电,只是电荷从一个物体转移到了另一个物体,使正负电荷分开,电荷的总量并没有改变。相互摩擦的两个物体,必然带上等量的异种电荷,带正电的物体缺少电子,带负电的物体有了等量的多余的电子。

3.摩擦起电的原理

近代科学告诉我们:任何物体都是由原子构成的,而原子由带正电的原子核和带负电的电子所组成,电子绕着原子核运动。在通常情况下,原子核带的正电荷数跟核外电子带的负电荷数相等,原子不显电性,所以整个物体是中性的。原子核里正电荷数量很难改变,而核外电子却能摆脱原子核的束缚,转移到另一物体上,从而使核外电子带的负电荷数目改变。当物体失去电子时,它的电子带的负电荷总数比原子核的正电荷少,就显示出带正电;相反,本来是中性的物体,当得到电子时,它就显示出带负电。

两个物体互相摩擦时,因为不同物体的原子核束缚核外电子的本领不同,所以其中必定有一个物体失去一些电子,另一个物体得到多余的电子。如用玻璃棒跟丝绸摩擦,玻璃棒的一些电子转移到丝绸上,玻璃棒因失去电子而带正电,丝绸因得到电子而带着等量的负电。用橡胶棒跟毛皮摩擦,毛皮的一些电子转移到橡胶棒上,毛皮带正电,橡胶棒带着等量的负电。

4.摩擦起电的应用

中美科学家联合开发出一种能从汽车车轮与地面的摩擦中收获能量的纳米发电机,有望将此前白白浪费掉的能源回收。据称,该装置能将车辆的燃油效率提高至少10%。纳米发电机就依靠这种摩擦电效应,从路面和车辆车轮之间电位差的变化来获得电能。这种纳米发电机依靠集成到车轮上的分段电极来发电。当这部分轮胎表面与路面接触时,两个表面的摩擦会因摩擦电效应产生电荷。在最初的实验中,王旭东和他的同事使用玩具车和发光二极管LED来证明这个概念。它们将电极附着到玩具车的车轮上,当玩具车在地上行进的时候,就能点亮LED灯。实验显示,摩擦引起的电子运动产生的电能足以驱动LED灯,这些能量完全可以被收集和再利用。

摩擦起电运用-纳米发电机

好了,以上是摩擦起电的相关原理以及应用的整理归纳,简而言之,摩擦起电的本质其实就是一个失去电子的物体和一个得到电子的物体的互相碰撞的过程,希望通过本章节的介绍能让同学们对摩擦起电的知识有进一步的认识。如果还有其他问题,也欢迎随时给小编留言哦。

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