"摩擦可以使物體帶電。同種電荷相互排斥,異種電荷相互吸引,利用電荷間的這種相互作用,能否讓物體動(dòng)起來(lái)呢?下面,我們一起來(lái)制作一個(gè)簡(jiǎn)易靜電電動(dòng)機(jī),試一試吧。
材料與工具:
兩個(gè)裝滿水的礦泉水瓶、一根空筆芯、一個(gè)塑料杯、金屬鋁箔紙、一個(gè)土豆、PVC塑料管、衣服毛領(lǐng)、細(xì)鐵絲、剪刀、美工刀、彩紙、透明膠帶等,如圖1所示。
制作過(guò)程:
1.用剪刀將鋁箔紙和彩紙剪成長(zhǎng)5.5 cm、寬0.5 cm的長(zhǎng)方形紙條。然后用透明膠帶將它們均勻地粘貼在塑料杯杯身。將細(xì)鐵絲的一端加熱至發(fā)紅后,在塑料杯底中心鉆出一個(gè)小孔,如圖2所示。
2.用美工刀切下一小塊土豆作為固定支架的底座,將空筆芯插在底座上作為支架,筆尖朝上,如圖3所示。將塑料杯倒扣在空筆芯的筆尖上,如圖4所示。
3.從鋁箔紙上剪下兩張長(zhǎng)方形紙條,并將兩張紙條的一端剪成鋸齒狀,形成尖端,如圖5所示。再將這兩張紙條分別貼在兩個(gè)礦泉水瓶上,作為靜電電動(dòng)機(jī)的電極,如圖6所示。
4.將塑料杯支架部分放在兩個(gè)礦泉水瓶中間,礦泉水瓶上的鋁箔紙“電極”剛好在支架的兩邊,這樣一個(gè)簡(jiǎn)易的靜電電動(dòng)機(jī)就做好了,如圖7所示。
觀察現(xiàn)象
我們將PVC塑料管靠近礦泉水瓶上的鋁箔紙“電極”,然后用衣服毛領(lǐng)不斷摩擦PVC塑料管,發(fā)現(xiàn)支架上的塑料杯轉(zhuǎn)動(dòng)了起來(lái)。這說(shuō)明塑料杯受到電荷間力的作用。
原理分析:
PVC塑料管與衣服毛領(lǐng)摩擦后帶電,當(dāng)它們靠近靜電電動(dòng)機(jī)左邊的鋁箔紙時(shí),鋁箔紙因?yàn)楦袘?yīng)起電而帶電。鋁箔紙尖端放電,使塑料杯上的鋁箔紙帶上同種電荷,同種電荷相互排斥,從而推動(dòng)塑料杯轉(zhuǎn)動(dòng)。衣服毛領(lǐng)和PVC塑料管摩擦的頻率越快,塑料杯轉(zhuǎn)動(dòng)得越快。
科技知識(shí)窗
靜電電動(dòng)機(jī),又稱富蘭克林電動(dòng)機(jī),是一種可以將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的裝置,具有體積小、質(zhì)量小、能耗低、操作簡(jiǎn)單等特點(diǎn),在醫(yī)學(xué)、航空航天、軍事及機(jī)器人等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。