第三篇电场和磁场

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1、第三篇电场和磁场电磁现象是自然界中普遍存在的一类物理现象，它的特点及其规律与力学现象完全不同。牛顿力学和电磁学是经典物理学的两大理论。19世纪电磁学的建立将人类引入了电气化时代。本篇中你首先将了解电场和磁场的基本特性，然后了解在运动变化过程中电和磁的密切联系，以及电磁场和电磁波。电路问题是是电磁学的一个重要内容，你将在初中物理学习的基础上进一步了解其中的某些规律及其应用。第八章电场图8-1导学在本章中，你将学习：l什么是电场？l怎样描述电场？l电场有哪些重要性质？l怎样利用和防范静电？雷电是人们熟悉的自然界的电现象（图8-1）。据统计，在地球大气层中，每秒落到地面的雷电约有近百次，每天要发生上

2、千万次闪电。雷电的电压可高达数千万伏，最大电流约1.0×104～1.0×105A，温度则高达1.0×104℃以上。巨型闪电产生的冲击波，将使每平方厘米面积约承受700N的巨大压力。在我国，大兴安岭森林火灾的22%以上由雷击引起，其中29%酿成大的火灾；全国每年因雷击伤亡的人数在1万人以上。可见，雷电引起的自然灾害是不能忽视的。图8-2在雷电现象中有一种特殊的闪电，叫做球形闪电（图8-2）。球形闪电的直径大至数米，小则几厘米，一般为15～40cm，它的颜色有黄、白、橙、红等多种。球形闪电“喜欢”钻洞，它可以从烟囱、窗户、门缝钻进屋内，在房子里转一圈后又溜走。球形闪电的寿命不长，大约为几秒到几分，

3、一旦人与它接触，就有可能发生危险。图8-3在科技馆和有条件的实验室，都可以看到如图8-3所示的装置。这个装置中的两根金属电极上可以积聚大量电荷，当电荷积聚到一定程度，就会在电极间产生很高的电压，这高电压可使空气导电，形成明亮的电弧，电弧不断随着热空气上升，这个装置叫做雅各布天梯。下面我们就开始掌习有关静电的知识。第八章A静电现象元电荷除了雷电这种自然界的静电现象外，在我们身边也有很多静电现象。在空气干燥的秋冬夜晚，当你熄灯脱去化纤毛衣准备入睡时，往往会听到“噼噼啪啪”放电的声音，同时还会看到有明亮的火花在毛衣上跳跃（图8-4）；刚刚洗净的头发，吹干后非常蓬松，很难用梳子梳平贴；在上、下汽车接触

4、车门手柄时，有时会被“麻”一下，很不舒服（图8-5）。图8-4图8-5大家谈除了上面介绍的例子以外，你还能举出哪些静电现象？1．静电现象静电是怎样产生的？用丝绸摩擦玻璃棒，毛皮摩擦橡胶棒，黑板擦摩擦醋酸酯薄片（如照相底片），尼龙摩擦聚乙烯薄片，并观察它们吸引轻小物体（如纸屑）的现象。2．摩擦起电（electrificationbyfriction）用摩擦的方法使物体带电的过程，叫做摩擦起电。自主活动根据你已有的知识，填写以下空格：自然界只有____种电荷，分别叫做_____电荷与____电荷。同种电荷相互____，异种电荷相互____。大家谈你能回忆起物质的原子结构吗？根据物质的原子结构，请你

5、谈谈摩擦起电的原因。摩擦起电的原因，是因为摩擦可以使物体得到多余的电子或失去原有的电子，得到多余电子的物体带负电，失去原有电子的物体带正电。点击“摩擦起电”使物体带电的序列两个物体相互摩擦，哪个物体带正电，哪个物体带负电，主要决定于物质的性质，但环境温度、湿度、气压也有一定影响。有研究者做了实验，得出以下序列：玻璃、尼龙、羊毛、丝绸、棉花、纸张、硬橡胶、腈纶、聚乙烯……序列中两种物质摩擦时，前面的物质带正电，后面的物质带负电，而且两种物质在序列中相距越远，摩擦起电现象越显著。除了摩擦起电外，还可用其他方法使物体带电。大量事实表明，电荷不能创生，也不能消灭，只能从一个物体转移到另一个物体，或者从

6、物体的一部分转移到另一部分，在转移过程中电荷的总量保持不变。自主活动使用事先准备的塑料尺、塑料吸管、塑料包扎带、三角板、笔杆、梳子、玻璃棒、橡胶棒、毛皮、纸、尼龙布、纱布、用细线悬挂的泡沫塑料球等器材，通过摩擦使物体带电，并运用同种电荷相斥、异种电荷相吸的原理判断各物体所带电荷是正电荷还是负电荷。STS负电荷使人愉快当水滴在空气中运动时，由于摩擦，水与空气的分界面上可能存在电荷。实验证明，水在飞溅时，悬浮在空气中的较大水滴带正电，而较小的水滴带负电荷，由于大水滴沉降得比小水滴快，空气中就留下了许多带负电的小水滴。研究表明，带有正电荷微粒的空气会使人感到不适，而带有负电荷微粒的空气将使人觉得愉快

7、。关于这方面的生物机理现在还处于探索阶段，但人们已经知道，负电荷可增强人体某些细胞的机能，对健康能发挥有益的作用。在瀑布、喷泉、溪流、海滨等附近的空气中，就有大量的带负电荷的离子。当人们吸入这种新鲜的空气时，负电荷就会对人体施加有益的影响，因而人们就会感到精神爽快、全身舒适。如果有机会，你可以多在喷泉、瀑布、细雨、大海或山涧留连……我们已经知道，不仅一般的物体可以带电，某些微观粒子也带有电荷，但是