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範德格拉夫起電機的原理是什麽?

妳的問題很像是關於網易公開課裏電與磁那門課程裏出現的範德格拉夫起電機的問題。其基本原理利用了兩點:靜電感應與導體靜電平衡的性質。利用這兩點可以解釋

1:為什麽是金屬球,靜電感應平衡後電荷分布於導體形狀有關,曲率越大處電荷密度越大,做成球體就是為了使電荷分布均勻而不至於使某個地方先擊穿了而發生放電。

2:金屬針其實就是利用了靜電平衡時電荷更多地聚集在尖端處,從而提高發電效率,妳說的應該是正確的。

關於球體越大積累電荷能夠越多是由於:導體球是壹個電容,其大小為C=Q/U,利用U=Q/4πεR可得出C=4πεR,可見導體球越大電容越大,而電容反映的是導體球存儲電荷的能力,因此得出導體球越大便能夠帶更多電荷的結論。

至於妳的第壹問,不是很明白,在摩擦起電的現象裏我們看到玻璃棒,橡膠棒能夠帶電,其實所有的物體都能夠帶電,只是難易程度不同,而金屬是良好的容易帶電的物質。

最後壹點要說明的是,金屬指針是放在導體球殼裏不會受到電場力的作用,這樣它就可以源源不斷的把電荷轉移到導體球上,但是導體球有壹定的容納電荷的能力,超過這個限度後就再也不能帶上更多的電了,把電荷拿給它它也通過空氣把電放走了。

關於第二點修正壹下,金屬針有兩段接近直流電源的那端是利用尖端放電(就像避雷針把電導入大地壹樣)帶上電的,另壹端是與導體球內部接觸的,導體球內部是不帶電的,所以金屬針能夠源源不斷的把電荷輸送到導體球上。