梳頭時的“淅淅”聲冬天,當我們用塑料梳子梳頭發時,往往能聽到輕微的“淅淅”聲,如果在暗處,有時還可以看到微弱的火花,這是為什麼呢?

原來,當兩個物體相互摩擦時,一方麵它們緊密地接觸在一起,另一方麵摩擦使兩物體的溫度升高,物體原子中電子的運動加劇。因而會有更多的電子脫離原子核的束縛,並在兩物體間移動。由於兩物體原子中電子的活潑程度不同,因而摩擦過程中,其中一物體中會有更多的電子轉移到另一物體中去。這樣,失去電子的一方帶上了正電,而得到電子的另一方帶上了負電。於是帶上電的物體就能夠吸引輕小紙屑了。

現在再來解釋前麵提到的冬天梳頭時出現的現象就容易了,梳頭時,梳子與頭發摩擦起電,帶上了異種電荷。當梳子再一次接觸頭發時,就會放電,從而發出“淅淅”的輕微聲音,如果是在暗處,還可能出現微弱的火花。

在我們的生活中,經常會出現摩擦起電現象。在幹燥的冬季,有時我們會在一天當中多次“挨打”。比如,早晨我們坐汽車去上班,當身體滑過汽車坐墊時,會被電“打”一下;回到家裏,當我們悠閑地走過地毯時,又是一下;晚上臨睡前,當我們脫毛衣時,還會來第三下,此時如果是在熄了燈的房間裏,還能看到很亮的閃光。另外,在我們開門時,手指也經常會被電“打”。這些都是摩擦起電、正負電荷間放電的結果。

如果是在夏天或較潮濕的地方,這種“挨打”的事情就比較少了。這是因為在空氣中懸浮的水珠對電荷具有一定的吸附作用,從而使摩擦後的物體及空氣中的電荷減少。

摩擦起電有時會給我們帶來危害,因而人們想出了各種辦法來加以避免。

大家都知道,運油車的車尾總有一根鐵鏈拖在地上,這就是人們為了避免摩擦起電給我們帶來危害而特意安裝上的“尾巴”。

運油車裏裝著汽油,在它開動的時候,汽油會不停地晃動,於是它與油槽壁間發生衝撞和摩擦,使油槽帶電。汽車的輪胎是橡膠的,橡膠是絕緣體,因而油槽裏產生的電荷不可能通過輪胎傳到地下。這樣,電荷就會積聚起來,有時甚至會發出電火花。汽油是極易燃燒的物質,遇到火花,很容易發生爆炸。另外,空氣中有些灰塵也帶有微量的電荷,它們往往會把電荷傳到其所停留的物體上。汽車在行駛時,灰塵揚起,會積累在汽油車上,積累多了,就更增添了發生爆炸的危險。因此,人們在油車尾部安裝一條鐵鏈,並使其拖在地上,以便把車上產生的電荷隨時傳到地下,使其不能積蓄起來,以免發生爆炸。

類似的例子在生活中還有不少。比如:在充滿易燃、易爆氣體、粉塵的地方,一串金屬鑰匙掉地摩擦產生的電火花,就足以引發爆炸燃燒,所以當人們進入這樣的地方時,必須接受嚴格的檢查,交出一切金屬物品,以除隱患。

可見,科學能夠幫助我們認識許多現象,並使我們能夠更好地保護自己。

電阻與溫度

我們知道,一切導體都有阻礙電流的性質,這種性質叫電阻。我們還知道,導體的電阻是導體本身的一種性質,它的大小決定於導體的長度、橫截麵積和材料。

當我們用伏特表和安培表測量導體的電阻時,發現如果待測物是小燈泡,那麼當燈泡兩端取不同的電壓時,測量出的電阻值也不同,超出了誤差允許的範圍。這是為什麼呢?

為了弄清楚這個問題,我們先來看兩個小實驗。

實驗一:把一破損日光燈的燈絲與一小燈泡串聯,接入電路中,接通電源使小燈泡正常發光,用火柴燒日光燈的燈絲,會發現小燈泡明顯變暗,移開火柴,小燈泡又恢複正常發光。

實驗二:把實驗一中的日光燈絲換成一鎳鉻合金,重複上述實驗過程,我們會發現小燈泡亮度沒有明顯變化。

實驗一中小燈泡變暗,是因為日光燈的燈絲受熱後,其溫度升高,電阻變大,導致小燈泡分配的功率減小的緣故。實驗二中的鎳鉻合金絲的溫度也升高了,但小燈泡的亮度沒有明顯變化,一定是鎳鉻合金絲的電阻沒有明顯變化。可見,導體的電阻與溫度有關,而且不同材料的導體,其電阻受溫度的影響是有區別的。

當溫度發生變化時,材料的電阻率、導體的長度和橫截麵積均要發生變化,多數純金屬當溫度變化1℃時,電阻率就變化0.4%,而導體的長度一般隻變化0.001%。因此,在考慮金屬導體電阻隨溫度變化時,我們就可以忽略導體長度和橫截麵積的變化。也就是說電阻隨溫度變化是由於電阻率隨溫度變化的緣故。純金屬的電阻率隨溫度的變化比較規則,當溫度的變化範圍不大時電阻與溫度之間近似的存在著如下關係。