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相反電性的帶電體存在着相互作用,作用力大小正比於它們帶電量的乘積,反比於它們之間距離的平方。這種相互作用即靜電引力。

中文名:靜電引力

外文名:Electrostatic attraction

目錄

計算公式

引力場,由萬有引力引起,F=GMm/(R^2)

G是常數,Mm表示兩物體質量,M表示大物體就是引起引力場的物體,m通常表示在引力場中的物體,R表示二者距離。

靜電場,由靜止不動的電荷引起F=kQq/(R^2)

K常數,Qq是兩物體所帶電荷,R距離(具體關係和上面引力場類似)。

磁場,由磁體引起,在磁場中的運動電荷范德瓦爾斯力(分子間作用力)。

三者都是場,可以疊加並看成複合場。

靜電引力實驗

帶電體吸引圓(球)柱狀物體在水平桌面上滾動

一、所需器材:為方便實驗,選擇最常見的物品:塑料梳子(必須要洗淨、晾乾)、乒乓球粉筆鉛筆筆桿(套)、小 玻璃管、香煙、雞蛋、五號電池等。

二、實驗步驟(以粉筆為例):

(1)將粉筆平放在水平桌面上;

(2)用梳子不斷快速的梳頭五六下,然後將梳齒的一側水平斜放在粉筆的前上方,水平移動梳子,粉筆就會跟着滾動起來。

帶電體吸引水面上漂浮的紙船或小酒杯等

紙船小酒杯漂浮在水面上,用帶電的梳子靠在紙船或小酒杯的前上方並向前運動,,紙船或酒杯就會跟着運動起來。

靜電引力大小的測量

先將托盤天平調平,然後在右邊托盤裡放入1-3克的砝碼或物體,也可以移動游碼或旋轉指數盤;[1]

用帶電的梳子水平貼近右盤上方,此時右盤將被向上吸起,指針向左偏轉;

調節右盤砝碼的質量,使天平達到瞬間平衡狀態,此時可間接測量出帶電體瞬時靜電引力的大小。

靜電危害

靜電的產生在工業生產中是不可避免的,其造成的危害主要可歸結為以下兩種機理:

靜電放電(ESD)

可引起電子設備的故障或誤動作,造成電磁干擾;[2]

能擊穿集成電路和精密的電子元件,或者促使元件老化,降低生產成品率;

高壓靜電放電造成電擊,危及人身安全;

在多易燃易爆品或粉塵、油霧的生產場所極易引起爆炸火災

靜電引力(ESA)

電子工業:吸附灰塵,造成集成電路半導體元件的污染,大大降低成品率。

膠片和塑料工業:使膠片或薄膜收卷不齊,膠片、CD塑盤沾染灰塵,影響品質。

造紙印刷工業:紙張收卷不齊,套印不准,吸污嚴重,甚至紙張黏結,影響生產。

紡織工業:造成根絲飄動、纏花斷頭、紗線糾結等危害。

對於靜電的危害,要認識到,完善有效的防靜電工程要依照不同企業和不同作業對象的實際情況,制定相應的對策。防靜電措施應是系統的、全面的,否則,可能會事倍功半,甚至造成破壞性的反作用。[3]

視頻

科學實驗:氣球的靜電吸引力有多大?

參考文獻

  1. [ 封阿義,王紅標. 有趣的靜電引力實驗. 《 WanFang 》 , 年 ]
  2. [ Jessie. 奇妙的靜電"引力". 《 數學大王(智力快車) 》 , 2016]
  3. [ 王紅梅. 引力場與靜電場的比較. 《 CNKI;WanFang 》 , 2008]