電是一種神奇的力量，它在我們生活中無處不在。早上用梳子梳頭，總能聽見“哧哧”的響聲。頭發(fā)還總是“離不開”梳子。但是，究竟是何種神奇的力量把頭發(fā)深深吸引?

原來，當(dāng)梳頭的時候，頭發(fā)留住電子的能力不如塑料強(qiáng)，它的電子會被塑料帶走，電子帶負(fù)電，塑料也就顯負(fù)電性，而頭發(fā)失去電子，就顯了正電性，就如數(shù)學(xué)算數(shù)一般，零減去負(fù)數(shù)后就為正，最后這一正一負(fù)就有了一個吸引力(異性相吸)，這吸引力就是靜電力。

但我又想，頭發(fā)和塑料都是絕緣體，可以產(chǎn)生靜電。而人是導(dǎo)體，產(chǎn)生的靜電是不是更強(qiáng)呢?為了驗(yàn)證我的觀點(diǎn)，我便進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)材料很簡單，兩個人就可以。

實(shí)驗(yàn)如下：

摩擦對象

摩擦后觸碰位置

現(xiàn)象

結(jié)論

兩個人的手掌

兩人指尖

并無觸電感覺

無靜電

背靠背

兩人手掌

無太大觸電感覺

有弱放電感

背靠背

兩人指尖

有很強(qiáng)的觸電感應(yīng)

切能聽見“哧”一聲，暗室中會看見閃光

有強(qiáng)放電感

(注：除列表中所列變量外，其余摩擦?xí)r間、速度等因素幾乎相同)

(具體實(shí)驗(yàn)視頻，請見附件)

通過實(shí)驗(yàn)我發(fā)現(xiàn)，兩個人摩擦有了不同的結(jié)果。會不會是因?yàn)閮墒帜Σ潦钦嬲娜梭w與人體的摩擦，而背靠背是衣服和衣服摩擦呢?于是我便進(jìn)行了深入的研究。

接著，我便開始尋找我和我父親的衣服的材料。我了解到衣服是混有纖維的。然而衣服表皮的里面還夾雜著羽毛，羽毛和纖維都是絕緣體。我想，如果是衣服和衣服摩擦，那應(yīng)該是衣服帶電，羽毛是絕緣體，也就是說衣服的負(fù)電是無法傳向手指的，那么手指又是如何帶電的呢?

于是我便猜想是人體和衣服摩擦起電。纖維和塑料一樣是可以留住電子的，而人體則失去了電子，也就帶了正電。而我的父親由于沒有動，只是為我提供了一個摩擦的對象，所以所帶的電荷不如我多(或不帶電)。所以，在我的跳動中，我的衣服和我的皮膚不斷摩擦。我整個人體就帶有了較多的靜電，這時我相對于父親來說的一個高電勢，我和父親形成了電勢差，所以我和父親接觸時便產(chǎn)生了放電現(xiàn)象。

為了避免實(shí)驗(yàn)的偶然性，我又增加了一個實(shí)驗(yàn)：用木梳梳頭，我發(fā)現(xiàn)頭發(fā)并沒有被木梳吸引。但是我們用塑料梳子梳頭，梳子確吸引了頭發(fā)。

通過以上所有的實(shí)驗(yàn)，我發(fā)現(xiàn)能產(chǎn)生靜電的摩擦都有以下幾個共性：

【第1句】： 相互摩擦的兩物體束縛電子的能力不同

【第2句】： 電子轉(zhuǎn)移后要聚集在表面而不被傳導(dǎo)走。

【第3句】： 相互摩擦的兩物體形成電勢差。

通過以上分析也就對我導(dǎo)體與導(dǎo)體摩擦可以起電的觀點(diǎn)進(jìn)行了否定。同時也證明了不是因?yàn)橐路鸵路Σ炼谷梭w帶的電。

上一個問題解決，新的問題又來了，為什么同樣是背靠背摩擦后我的手帶了電，為什么手掌相對和指尖相對卻有不同的結(jié)果呢?

請看下圖，暗室中指尖相對，發(fā)現(xiàn)了強(qiáng)烈的指尖閃電，手指有強(qiáng)烈的觸電感。

經(jīng)過深層次的思考和分析，我認(rèn)為是手指比手掌更尖的緣故。因?yàn)楦猓允种讣舛司途奂烁嗟碾姾桑措姾傻拿芏雀蟆６鴥蓚€人的衣服如梳子和頭發(fā)一樣，留住電子的能力不同，所以聚集到指尖的電荷數(shù)量也就不同。實(shí)驗(yàn)中我的手指帶有靜電，但父親手指不帶電電勢為0，所以我和父親手指間就存在較高的電勢差，此時兩根手指就可以看成帶有電容器的兩個極板。根據(jù)

C=εrS/4πKd

可知，由于指尖相對面積小，即“電容器兩極的正對面積很小”，所以電容就很小。又由Q=CU 可知，C很小，而電荷量Q很大，所以，兩手指尖就產(chǎn)生了教大電場強(qiáng)度，手指電容就會被擊穿，從而出現(xiàn)放電現(xiàn)象。

為了驗(yàn)證我的分析是否正確，我便去查了資料，看見了避雷針保護(hù)高壓設(shè)備的原理(尖端放電)，便證實(shí)了我的猜想。

在我們?nèi)粘Ｉ钪校蚧馉t、打火機(jī)以及沼氣燈的點(diǎn)燃裝置等均是這個原理。我再觀察、實(shí)驗(yàn)和分析中，逐漸認(rèn)識了摩擦起電和尖端放電，更讓我初步學(xué)會了科學(xué)觀擦和分析的方法，獲益匪淺。

作者：重慶市萬州上海中學(xué)高2024級16班 宋林會

指導(dǎo)教師：重慶市萬州上海中學(xué) 田杰

教師評語：該文作者通過對生活中靜電現(xiàn)象的觀察，進(jìn)一步的設(shè)計實(shí)驗(yàn)進(jìn)行人體摩擦起電的研究，難能可貴的是，在研究過程中發(fā)現(xiàn)了神奇的指尖放電現(xiàn)象。其研究過程嚴(yán)密，實(shí)驗(yàn)記錄精準(zhǔn)，對研究過程中出現(xiàn)的新問題進(jìn)一步的探究，利用高中物理尖端放電知識，獨(dú)創(chuàng)的從電容角度進(jìn)行了分析。論證合理，結(jié)構(gòu)嚴(yán)密。

該同學(xué)的探究過程體現(xiàn)了發(fā)現(xiàn)問題、實(shí)驗(yàn)探究、發(fā)現(xiàn)新現(xiàn)象、邏輯推理等良好的科學(xué)習(xí)慣和方法。