GCSE 科学/高级静电主题
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| 电荷在这个 不均匀的导体上不均匀地分布。这 两个用红色圈出的电子 看不见彼此。 导体的本体 挡住它们，并屏蔽它们。这 就是为什么电荷会在 高度弯曲的区域周围聚集。 |
当一个物体带负电时，电子试图在物体上散开，以尽可能地远离彼此。这意味着它们会到达表面，而不是分散在整个物体中。在金属物体上，物体所制成的材料会屏蔽电子彼此之间的影响。它们不会“看到”背面的电子。这意味着高度弯曲的物体可以容纳比平坦物体更多的电子。对于一个复杂的形状，电子倾向于在更弯曲的区域聚集，而远离更平坦的区域。
例如，考虑一块金晶体。{这个论点适用于所有材料}。通常，原子是完美的球形，并且完全中性。
Q1) 为什么原子是中性的？
请记住，中性原子包含原子核中的正电荷和外壳中绕核运动的负电子。通常，正电荷中心和负电子中心在同一个地方：原子的确切中心。然而，如果我们把一个带电物体靠近它们，就会发生一些重要的事情。请看右边的图。
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一根带电的棒被带到晶体表面附近。{注意：没有显示棒，只显示了它上面的电荷}。原子中的电子试图远离负电荷，因为它们被排斥。原子核中的正电荷试图靠近负电荷，因为它们被吸引。结果是原子略微改变形状。负电荷中心移到原子中心的右侧，正电荷中心移到左侧。我们说发生了电荷分离。
Q2) 如果我们靠近一根带正电的棒，会发生什么？
无论棒上的电荷是什么，棒和晶体之间总存在吸引力。.
为了了解为什么是这样，我们需要了解静电的另一个方面。排斥力或吸引力随着距离的增加而减小。事实上，就像重力一样，它随着距离的平方而减小。这意味着如果你走到两倍的距离，力就会变成四分之一。如果你走到三倍的距离，力就会变成九分之一，依此类推。现在再看图。原子中的负电荷被棒排斥，正电荷被吸引，但正电荷更靠近，因此总的来说，存在吸引力。
Q3) 用一根带正电的棒重复上面的论证，来说服你自己仍然存在吸引力。
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| 延时摄影捕捉了夜间雷雨期间的多次云对地 闪电。 |
闪电本质上就是一个巨大的火花。在雷雨中，大型雨云中会发生电荷分离。没有人真正确定如何发生这种情况，尽管它似乎是由冰晶相互摩擦并带电造成的。但已知的是，雷雨云的底部带负电，顶部带正电。云的底部离地面更近，因此它在地面上感应出正电荷。当电压足够高时，云和地球之间会产生火花；这就是闪电。火花非常热，导致空气迅速膨胀然后收缩；这会导致雷声。
Q4) 为什么闪电发生之前需要很高的电压？
避雷针用于保护建筑物免受雷击。它们通常由一根带有尖端的一段铜棒制成。它们安装在高层建筑物上，闪电会击中它们，而不是建筑物本身。
Q5) 你认为为什么避雷针是用铜而不是更便宜的铁制成的？
Q6) 为什么避雷针有一个尖端？
Q7) 一般建议是，如果在暴风雨中被困在外，绝不应该站在一棵树下。为什么这个建议是好的？
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总结
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