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    在“物理教学中STS教育与课外科技活动”学术报告会上,陕西师大的刘教授做了一个有趣的实验:他站在从宾馆房间带来的一次性塑料拖鞋上,手上捏着一个带绝缘柄的圆形铜拍,同放在椅子上的毛皮摩擦后就立即拍一下自己的胸部,反复几次后,他的花白头发根根竖起象“怒发冲冠”似的,顿时会场上响起了热烈的掌声,请你分析一下刘教授的实验说明了哪些物理现象或原理.
    本题信息:物理问答题难度较难 来源:未知
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本试题 “在“物理教学中STS教育与课外科技活动”学术报告会上,陕西师大的刘教授做了一个有趣的实验:他站在从宾馆房间带来的一次性塑料拖鞋上,手上捏着一个带绝缘柄的...” 主要考查您对

摩擦起电现象

电荷间的相互作用

导体,绝缘体

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  • 摩擦起电现象
  • 电荷间的相互作用
  • 导体,绝缘体
定义:用摩擦的方法使物体带电,叫摩擦起电,这时物体带的是静电。带电体有了吸引轻小物体的性质,我们就说物体带了电,或者说带了电荷,如下图。


摩擦起电的条件:
一是相互摩擦的物体由不同种类的物质构成;二是这两个物体要与外界绝缘。

使物体带电的三种方法:
类别 摩擦起电 接触起电 感应起电
起电实质 电子从一个物体转移到另一个物体 电子通过直接接触发生转移 物体中的电荷重新排列

电流和电路知识梳理:

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。

补充:同种物质摩擦不起电,原因是同种物质的原子核束缚电子的本领相同,摩擦时不会发生电子的转移.

电荷间相互作用:
同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引。


两个物体(不涉及磁体)相互排斥,有两种可能:
a.都带正电;
b.都带负电。

两个物体相互吸引,有三种可能:
a.一物体带正电,另一物体带负电;
b.一物体带正电,另一物体不带电;
c.一物体带负电,另一物体不带电。
定义:
(1)容易导电的物体叫做导体,例如:石墨、人体、大地以及酸、碱、盐的水溶液;

(2)不容易导电的物体叫做绝缘体,例如:橡胶、玻璃、塑料等;

(3)导体和绝缘体在一定条件下可以相互转化。
导体和绝缘体的比较:
导体 绝缘体
导电能力 容易导电 不容易导电
原因 有大量的自由电荷 电荷几乎都被束缚在原子的范周内
常见材料 金属、人体、大地、石墨、酸碱盐的水溶液等 玻璃、橡胶、陶瓷、塑料、油等
用途 输电线等 电器外壳等

导体容易导电,绝缘体不容易导电的原因:
(1)导体容易导电是冈为导体中有大量的自由电荷,它们受原子核的束缚力很小,能够从导体的一个部分移到另一个部分;

(2)绝缘体中,电荷几乎都束缚在原子的范围之内,不能从绝缘体的一个部分移到另一个部分。
半导体:
   半导体材料的导电能力介于导体和非导体之间,比导体差、比非导体强,具有一些特殊的物理性质,温度、光照、杂质等因素都对它的性能有很大影响。常见的半导体材料有硅、锗和砷化镓等。用半导体材料可以制造半导体二极管、二三极管和集成电路等多种半导体元件。
(1)半导体二极管具有单向导电性,即只允许电流由一个方向通过元件。

(2)半导体三极管可以用来放大电信号。

(3)应用:
①太阳能电池:当光照到某些半导体时,在半导体内会产生电流。太阳能电池是一种不用燃料、不污染环境、对人类健康无害的电源。
②条形码扫描仪:条形码扫描仪由发光二极管、光敏二极管等元件构成。当发光二极管照射条形码时,光敏二极管便测量被条形码反射回来的光,并将光信号变为电信号,电脑则依据获取的电信号进行分析、检测物品。条形码扫描仪广泛应用于商业、邮政、交通等领域:
③微处理器:微处理器集成了成千上万个半导体元件。
④机器人:机器人内有由大量半导体元件构成的电路.智能机器人将成为工业生产活动的好帮手。

超导体:
1.超导现象:某些物质在很低的温度下,电阻就变成了零,这就是超导现象。

2.应用:
 (1)利用超导体的零电阻特性可实现远距离大功率输电。超导输电线可以无损耗地输送较大的电流,这意味着用细电线就可以输送大电流。
 (2)超导磁悬浮现象,使人们可以用超导体来实现交通工具的“无摩擦”运行。
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