电和磁与我们的日常生活紧密相关。例如:家里的录音带、收音机、电视机、电话、电冰箱;外面的有电车、汽车;医院里的磁图测量仪、磁共振断层扫描仪等等。可见,我们的生活离不开电和磁,世界也缺不了电和磁。
本章游戏揭示了神秘莫测的电和磁,以及电和磁在生产生活中的应用。让孩子在游戏中感知看不见、摸不着的“磁场”,激发他们对电磁的学习和探索。
游戏所需物品:
厨房用隔热手套气球
钉子(长约5厘米)游戏步骤:
1.戴上厨房用的隔热手套,吹起气球;
2.一只手拿气球,另一只手拿钉子;
3.用气球跟你的衣服或头发摩擦半分钟;
4.慢慢地将钉子接近气球;
5.到一个较暗的房间里重做一遍上面的游戏。
游戏中的科学:
当钉子的尖头接近气球时,你会听到轻微的“噼啪”声;运气好的话,还能看到细微的闪光!在摩擦气球时,气球获得电荷。当钉子的尖头接近气球时,气球所带的电荷向钉子的方向集中。而当电荷聚集的数量多到一定程度时,气球就会向钉子尖头一端释放电荷。释放的过程也是加热空气的过程,空气会发生小型爆炸,从而产生“噼啪”声。假如室内相当干燥,而释放的电荷又足够强烈,我们还能看到火光呢。
科学小常识:放电现象
带电物体失去电荷的现象叫做放电,常见的放电现象有以下几种:
1.接地放电
地球是良好的导体,由于它特别大,所以能够接受大量电荷而不明显地改变地球的电势,这就如同从海洋中抽水或向海洋中放水,并不能明显改变海平面的高度一样。如果用导线将带电导体与地球相连,电荷将从带电体流向地球,直到导体带电特别少,可以认为它不再带电。(如果导体带正电,实际上是自由电子从大地流向导体。这等效于正电荷从导体流向大地。)
生产中和生活实际中往往要避免电荷的积累,这时接地是一项有效措施。
2.尖端放电
通常情况下空气是不导电的,但是如果电场特别强,空气分子中的正负电荷受到方向相反的强电场力,有可能被“撕”开,这个现象叫做空气的电离。由于电离后的空气中有了可以自由移动的电荷,空气就可以导电了。空气电离后产生的负电荷就是电子,失去电子的原子带正电,叫做正离子。
由于同种电荷相互排斥,导体上的静电荷总是分布在表面上,而且一般说来分布是不均匀的。导体尖端的电荷特别密集,所以尖端附近空气中的电场特别强,使得空气中残存的少量离子加速运动。这些高速运动的离子撞击空气分子,使更多的分子电离。这时空气成为导体,于是产生了尖端放电现象。
3.火花放电
当高压带电体与导体靠得很近时,强大的电场会使它们之间的空气瞬间电离,电荷通过电离的空气形成电流。由于电流特别大,产生大量的热,使空气发声发光,产生电火花。这种放电现象叫火花放电。
火花放电我们在生活中常会遇到:干燥的冬天,身穿毛衣和化纤衣服,长时间走路之后,由于摩擦,身体上会积累静电荷。这时如果手指靠近金属物品,你会感到手上有针刺般的疼痛感。这就是火花放电引起的。
在一些工厂或游戏室里,存在大量易燃气体,工作人员要穿一种特制的鞋,这种鞋的导电性能很好,能够将电荷导入大地,避免电荷在人体上的积累,以免产生火花放电,引起火灾。