1.靜電感應由於帶電體的接近（非接觸）而使一個導體內正、負電荷.pdfVIP

24　基礎物理銜接教材 1. 靜電感應：由於帶電體的接近（非接觸）而使一個導體內正、負電 荷分離的現象稱為靜電感應，聚集於導體不同部分的局部正、負電荷，稱 感應電荷。 (1) 靜電感應的特性： 1 靠近帶電體一端感應生異性電荷，遠離帶電體一端感應生同性電荷。 2 正、負電荷同時產生，電量相等。 3 由靜電感應而引起的電量與導體距帶電體的距離有關，距離愈小，導體上 的感應電荷愈多，反之則愈少。 4 感應電荷的電量恆小於或等於原帶電體的電量。 5 原帶電體的電量，不因靜電感應而改變。 6 帶電體移去後導體上電荷立即恢復原狀。 2. 因靜電感應，帶電體將吸引電中性物體。 (1) 帶電體會吸引電中性導體：如圖，當不帶電的導體接近一帶正電物體 時，因靜電感應，近端產生異性電、遠端產生同性電。此時導體所受引力 大於斥力，故被吸引。 (2) 帶電體也會吸引電中性絕緣體：如圖，電中 25　基礎物理銜接教材 性的絕緣體旁出現一帶正電的物體時，絕緣體內的負電荷雖不能自由移動 ， 但每一原子中的正負電荷卻能稍稍調整其位置，使每一對正負電荷，負電 荷較正電荷離帶正電物體略近，因此每一原子均受到微弱的吸力。 3. 感應起電：利用靜電感應原理，使物體帶電的現象。 (1) 應用一：使二導體同時帶電，兩者帶等量的異性電。 1 取兩根置於繩緣架上的金屬 棒，一端相觸，將帶電體 接近其一端， 如圖 (a) 。 2 將絕緣架分開，使兩金屬棒 相離，如圖 (b) 。 3 移去帶電棒，則兩金屬棒各帶等量的異性電，如圖 (c) 。 (2) 應用二：使一個導體帶電，所帶 電荷的電性與帶電棒者相反。 1 將帶電體移近導體，導體上的電荷即 被感應而分離，如圖 (a) 。 2 將一端接地（以手觸摸），如圖 (b) 。 3 拆去接地線（手離開），如圖 (c) 。 4 移去帶電棒，如圖 (d) 。 4. 接觸起電 (1) 二金屬互相接觸使電荷將重新分布，例：二等大帶電金屬球互相接觸 再分開，其淨電荷（正電與負電抵消）平均分配予二球。二大小不同的帶 電金屬球互相接觸再分開，其淨電荷的分配與球之半徑成正比。 單元 6　感應起電、接觸起電與避雷針　26 (2) 原不帶電之金屬與帶電金屬接觸後而帶電的現象稱為接觸起電。接觸 起電後二金屬所帶電性必為同 正或同負，故二者互相排斥。 5. 避雷針 (1) 雷擊的成因 1 雲層常因相互摩擦而帶電，雲 層下方通常帶負電、上方帶 正電（原因目前無法確定） 。 當帶電雲層接近地面時，地 球可視為導體，因而產生靜 電感應。如圖，地面感應異 性電（正電），地下深處感 應同性電（負電）。 2 當雲層的負電荷與地表的正電荷過於接近時，電場增強至可以把空氣分子 游離成電子與正離子，因而原本不導電的空氣就好像離子水溶液般形成 電流的通路，使堆積的電荷中和，激烈放電，形成雷擊。若有較高建築 或樹木時，正負電荷更為接近而愈容易發生雷擊。