中2理科「静電気のしくみ」電子の移動がポイント

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中学2年理科。今日のテーマは「静電気」と「真空放電」です。どちらも原因となる粒子は電子になります。しっかりとポイントを押さえていきましょう。

静電気

静電気とは、電流が流れにくい物質である絶縁体どうしを摩擦することで生じる電気です。こすり合わせる、つまり摩擦を起こすことで、一方の物質から他方の物質に「電子」という粒子が移動することで生じます。

下の図のように、2種類の物質を用意します。静電気が発生する前は、物質の中にあるプラスの電気を帯びた粒子と、マイナスの電気を帯びた粒子が同じ数ずつあります。ということは、物質全体で、どちらも電気を帯びていない状態です。

静電気1

この2種類の物質をこすり合わせる、摩擦させると、次の図のように、マイナスの電気を帯びた粒子が、一方の物質から他方の物質に移動します。このマイナスの電気を帯びた粒子を「電子」と呼びます。

静電気2

マイナスの電気を帯びた粒子「電子」が移動することで、電子が出ていった方の物質は、プラスの粒子の方が多い状態になり、全体的にプラスの電気を帯びます。一方、マイナスの電気を帯びた粒子「電子」がくっついた方の物質は、マイナスの粒子である電子の方が多い状態になります。

このように、摩擦により物質が電気を帯びる現象を「静電気」と呼ぶのです。

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引きつけ合う・しりぞけ合う力

摩擦したものどうしは、上の図のように、プラスとマイナスの異なる種類の電気を帯びます。異なる種類の電気を帯びると、物質どうしの間に「引き合う力」が発生します。下敷きを髪の毛にこすり付け、ゆっくり離すと、髪が下敷きにくっつくのはこのためです。

帯びる電気の種類によって、引きあったり、しりぞけ合ったりします。

  • プラス(+)プラス(+)→しりぞけ合う
  • プラス(+)マイナス(ー)→引き合う
  • マイナス(ー)マイナス(ー)→しりぞけ合う

放電

摩擦によって静電気が生じると、一方の物質にマイナスの電気を帯びた粒子「電子」がたまります。上の図で言うと、ストローに電子がたまっている状態です。このストローを指でそっと触れてみると、たまっていた電子が一気に指に向かって流れ込んできます。この現象を「放電」といいます

つまり、電流の正体は電子の流れだということがこれで分かるのです。

静電気 練習問題

  1. 摩擦によって生じる電気を何というか。
  2. 電流が流れにくい物質を摩擦した場合、摩擦したものどうしは同じ種類の電気を帯びるか。それとも、異なる種類の電気を帯びるか。
  3. 2の場合、物質どうししりぞけ合うか、引き合うか。
  4. 摩擦することに移動するマイナスの電気を帯びた粒子を何というか。
  5. 摩擦によってたまった粒子が一気に流れる現象を何というか。

解答

  1. 静電気
  2. 異なる種類の電気を帯びる
  3. 引き合う
  4. 電子
  5. 放電
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