| English | 意味 |
|---|---|
| electrons/ɪˈlektrɒnz/ | 電子 |
| insulators/ˈɪnsjuːleɪtəz/ | 絶縁体 |
| conductor/kənˈdʌktə/ | 導体 |
| polarises/ˈpəʊləraɪzɪz/ | 分極 |
| ground/ɡraʊnd/ | アース |
| conservation of charge/ˌkɒnsəˈveɪʃn ɒv tʃɑːdʒ/ | 電荷保存則 |
電荷を動かす3つの方法——いずれも新しい電荷は生まれない
- 物体に帯電させることはできるが、電荷を创造することは決してない。
- 帯電とは単に電子をある場所から別の場所へ移動させることである。
- 一方の物体は電子を得て(負に)、もう一方は電子を失う(正に)ことで帯電する。
- その方法は3つある:摩擦、伝導、誘起である。
物体を帯電させるとき、実際に何移動するか?
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帯電は電子を移動させ、陽子は原子核内に留まる。
摩擦による帯電
- 異なる2種類の素材をこすり合わせると、電子が一方から他方へ移る。
- 電子を引き寄せる素材は負に、もう一方は正に帯電する。
- これはプラスチックや髪などの絶縁体で最も効果的である。
- 電荷はこすった場所に留まり、絶縁体では流れない。
摩擦による帯電
材料をこすって電子の移動を見よう。等量・極性の異なる電荷が残る。
電荷の流れを許さない材料を____と呼ぶ。
難易度 1/5 · 100 コイン + 今日初回完了時に小ボーナス付与
絶縁体(プラスチック、髪、ガラス)は、帯電した場所そのものに電荷を保持する。
伝導による帯電
- 帯電した物体を無電荷の導体に触れさせると、電荷が移動する。
- 双方が電荷を共有するため、結果として同じ符号となる。
- 導体は電荷が自由に動けるため、それは表面全体に広がる。
- 接触を断つと、導体はその分だけの電荷を保持する。
伝導による帯電(直接接触)は、物体に電源と同じ符号を残す。
難易度 1/5 · 100 コイン + 今日初回完了時に小ボーナス付与
接触により電荷が共有され、両者は同じ符号になる。
誘起による帯電
- 帯電棒を近づける(触れない)ことで導体に作用させる。
- 棒の電場が同種電荷を遠ざけ、異種電荷を近づける——導体が分極する。
- その後、遠側の側面をアースして不要な電荷を大地へ逃がす。
- アースを外してから棒を取り除くと、導体には逆符号が残る。
*こすり付け、触れる、あるいは誘起する——いずれも電子を再配置するだけであり、新たな電荷は生まれない。
正の棒が誘導(アース付き)によって球体を帯電させる。球体の最終的な状態は:
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誘導は反対符号を残す—正の棒なら負の球体になる。
帯電に関する正しい記述をすべて選択せよ。
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摩擦は絶縁体に適し、誘導は非接触、伝導は符号を共有する。帯電は決して電荷を生成しない。
電荷は常に保存される
- 帯電前後の電荷の総和を考えると、合計は変わらない。
- 電子は動くだけで、生成も破壊もしない。
- これが電荷保存の法則である。
- これはすべての帯電方法および回路において成り立つ。
どの帯電プロセス前後でも総電荷は同じ—電荷は____である。
難易度 1/5 · 100 コイン + 今日初回完了時に小ボーナス付与
電荷は保存され、電子だけが移動する。
金属球の近くに負の棒を持ち、球の反対側をアースする。
- 棒が電子を反対側へ押しやり、そこからアースへ流れる。
- アースを外してから棒を取り除くと、球は正に帯電する——棒とは逆符号である。
伝導では源と同じ符号になり、誘起では逆符号になる。これらを見間違えるのが典型的な帯電の間違いであり、源が実際に物体に触れたかを確認すること。
帯電は電子を移動させるだけで、生成しない。摩擦と伝導では源と同じ符号になり、誘起(分極してアースする)では逆符号になる。いずれの場合も電荷は保存される。