电荷守恒定律的理解

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所属分类:高二物理

在物理学上,电荷守恒定律是自然界基本定律之一,它不仅适用于宏观现象中成立,而且在微观过程中同样遵循电荷守恒定律。

电荷守恒定律的内容

高中物理指出:电荷不会凭空创造,也不会凭消失,它只会从一个物体转移到另一物体,或者从物体的一部分转移到另一部分。在转移过程中,电荷的代数和是不变的,这就是遵循电荷守恒定律。

电荷分配原则

如果两个完全相同的小球接触,接触后电量平均分配。如果异种电荷接触,则先中和后再平均分配电量。

电荷守恒定律的理解

  • 如:两个完全相同的小球A、B,A带电量为Q,B不带电,则A、B接触后再分开,两球电量分别为:QA=QB=0.5Q
  • 如果A带电量为QA=Q,B带电量为QB=-3Q,接触后再分开,则两球电量分别为:QA=QB=[Q+(-3Q)]/2=–Q(先中和再平分)。

经典例题

1、A、B两个不带物体相互摩擦后,A带上负电荷,电荷量大小为Q,则B的带电情况是( )

A.带正电荷,电量大于Q

B.带负电荷,电量大于Q

C.带正电荷,电量等于Q

D.带负电荷,电量等于Q

答案:C

解析:摩擦前A、B总电荷量是0,根据电荷守恒定律可知,摩擦后总电量还是0。由于后来A带上了负电荷,且QA=-Q,则QB=+Q,故选C。

2.三个完全相同的绝缘金属小球A、B、C,其中A带正电荷,电荷量为QA=2x10-18C,B、C均不带电。先让B球与A球接触后分开,再让A球与C球接触后分开,最后让C球与B球接触后分开,最终A、B、C三球电量分别是多少?

解析:本题考查的是电荷守恒定律的电荷分配原则。

第一步:B先与A接触后分开,QA=QB=1x10-18C ;

第二步:A与C接触后分开,QA=QC=0.5x10-18C ;

第三步:C与B接触后分开,QC=QB=0.75x10-18C

最终A、B、C的带电量分别是:0.5x10-18C,0.75x10-18C ,0.75x10-18C 。

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