Hiện tượng nhiễm điện do cọ xát

I. Vật nhiễm điện

Thí nghiệm 1

Chuẩn bị:

Một chiếc đũa bằng nhựa và một chiếc đũa bằng thuỷ tinh.

Một mảnh vải len hoặc dạ và một mảnh vải lụa.

Một số mẩu giấy vụn.

Tiến hành:

Đưa chiếc đũa nhựa lại gần các mẫu giấy như hình, quan sát hiện tượng xảy ra.

Cọ chiếc đũa nhựa vào mảnh vải len hoặc dạ sau đó đưa lại gần các mẫu giấy vụn, quan sát hiện tượng xảy ra.

Làm thí nghiệm tương tự, thay đũa nhựa bằng đũa thuỷ tinh được cọ xát vào mảnh vải lụa, quan sát hiện tượng xảy ra.

Mô tả hiện tượng xảy ra và rút ra nhận xét.

Ban đầu, đưa chiếc đũa nhựa lại gần các mẩu giấy, ta thấy không có hiện tượng gì xảy ra.

Khi cọ chiếc đũa nhựa vào mảnh vải len (hoặc dạ) sau đó đưa lại gần các mẩu giấy vụn, ta thấy đũa nhựa hút các mẩu giấy vụn làm các mẩu giấy vụn bám vào đầu của đũa nhựa.

Khi làm thí nghiệm với đũa thủy tinh ta cũng quan sát được hiện tượng tương tự như đũa nhựa.

Nhận xét: Các vật sau khi bị cọ xát có tính chất hút được các vật khác (mẩu giấy vụn) được gọi là vật nhiễm điện hay vật mang điện tích.

Thí nghiệm 2

Chuẩn bị:

Hai đũa nhựa và một đũa thuỷ tinh.

Mảnh vải len (hoặc dạ) và mảnh vải lụa. Giá thí nghiệm và dây treo.

Tiến hành:

Lấy một đũa nhựa cọ vào mảnh vải len, sau đó treo lên giá thí nghiệm. Lấy chiếc đũa nhựa thứ hai cọ vào mảnh vải len rồi đưa lại gần đầu đũa nhựa kia (Hình a). Quan sát hiện tượng xảy ra.

Thay đũa nhựa bằng đũa thuỷ tinh đã cọ vào mảnh vải lụa, rồi đưa lại gần đũa nhựa (Hình b). Quan sát hiện tượng xảy ra.

Quan sát thấy:

Ta thấy hiện tượng xảy ra là hai chiếc đũa nhựa đẩy nhau như ở Hình a.

Ta thấy hiện tượng xảy ra là hai chiếc đũa nhựa và đũa thủy tinh hút nhau như ở Hình b.

Nhận xét:

Chiếc đũa nhựa và đũa thủy tinh sau khi cọ sát đều bị nhiễm điện.

Điện tích trên đũa thủy tinh khác loại với điện tích trên đũa nhựa.

Đũa nhựa nhiễm điện khi cọ xát vào mảnh vải len; đũa thủy tinh nhiễm điện khi cọ xát vào mảnh vải lụa. Điện tích trên đũa nhựa và trên đũa thủy tinh là hai loại khác nhau.

Người ta quy ước diện tích xuất hiện ở đũa thuỷ tinh sau khi cọ xát vào mảnh vải lụa là điện tích dương (+); điện tích xuất hiện ở đũa nhựa sau khi cọ xát vào mảnh vải len là điện tích âm (-).

Hai vật nhiễm điện cùng dấu thì đẩy nhau, nhiễm điện khác dấu thì hút nhau.

Câu hỏi: Vì sao vào những ngày hanh khô, khi chải tóc bằng lược nhựa thì nhiều sợi tóc bị lược nhựa hút kéo thẳng ra?

Trả lời:

Vào những ngày hanh khô, khi chải tóc bằng lược nhựa thì nhiều sợi tóc bị lược nhựa hút kéo thẳng ra vì khi đó tóc và lược nhựa đã bị nhiễm điện do cọ xát với nhau.

II. Giải thích sơ lược về sự nhiễm điện do cọ xát

Cấu tạo nguyên tử gồm có hạt nhân và lớp vỏ electron. Trong đó:

Hạt nhân nằm ở tâm nguyên tử, gồm các hạt proton và neutron.

Vỏ nguyên tử bao gồm các electron chuyển động trong không gian xung quanh hạt nhân.

⇒ Nguyên tử được cấu tạo bởi 3 loại hạt cơ bản là: electron, proton và neutron.

Vận dụng kiến thức về cấu tạo nguyên tử giải thích sự nhiễm điện dương của đũa thuỷ tinh khi bị cọ xát vào vải lụa hoặc sự nhiễm điện âm của đũa nhựa khi bị cọ xát vào vải len:

Khi đũa thuỷ tinh cọ xát vào lụa thì các electron từ đũa thuỷ tinh dịch chuyển sang vải lụa. Đũa thuỷ tinh mất bớt electron nên nhiễm điện dương, mảnh vải lụa nhận thêm electron nên nhiễm điện âm.

Khi cọ xát đũa nhựa vào vải len, các electron từ vải len dịch chuyển sang đũa nhựa. Đũa nhựa nhận thêm electron nên nhiễm điện âm, mảnh vải len mất bớt electron nên nhiễm điện dương.