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富兰克林都说好!带你自制静电铃铛 | 正经玩

静电,

是生活中经常出现的一种现象。

当科学家遇到静电,

会碰撞出怎样的电火花?

今天带大家用铝箔和铁钉,

做一个“富兰克林铃铛”,

探索静电的奥秘!

实验器材

铝箔、透明吸管(或其他透明塑料管)、气球、金属钉2个

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实验步骤

第一步:

用剪刀剪下一小段塑料吸管,长度大约为2-3cm左右。

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第二步:

用铝箔包裹金属钉的头部,使得金属钉的头部尺寸大约与吸管直径相当。

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将第二个金属钉也做相同的处理。

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第三步:

再用铝箔搓出一个小球。

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小球尽量搓圆一些,并且注意小球不要过大。

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第四步:

先将一个金属钉塞到吸管的一端,注意要确保钉子的尖端指向外侧。然后在吸管中放入铝箔小球,然后再用另外一个金属钉塞到吸管的另一侧,同样确保尖端指向外侧。

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第五步:

吹起一个气球,然后在头发上摩擦。

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第六步:

用一只手拿着一侧的钉子,然后用摩擦后的气球靠近另一侧的钉子尖端,就可以发现原本静止在吸管中的小球突然开始“左右横跳”。

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原理解说

这个现象非常有名,也被大家称为“富兰克林铃”(没错,就是放风筝的那个富兰克林第一次做的类似实验)。下面我们将带大家揭开“富兰克林铃“的物理机制!

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实验模型图

首先,通过气球和头发之间的不断摩擦,气球会带上负电荷。由于铁钉和铝箔都是导体,所以当我们用气球接近一端的铁钉时,铁钉因为感应起电右侧也会带上负电荷,然后铁钉会将负电荷传递给铝箔球。重点来了,由于同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引,铝箔球会被左侧的钉子弹开然后碰到右侧的铁钉,右侧的铁钉又会将铝箔球弹开碰到左侧的钉子… 又因为我们是手持钉子,所以右侧铁钉的电荷会通过我们的身体排掉~ 过程循环往复,铝箔球也不断运动,而这就是“富兰克林铃“的物理机制!

参考资料:普通物理学教程 电磁学(第四版)

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编辑:公子

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