高二物理电荷守恒题目解析有以下几种:
1. 两个相同的金属小球,带电量为Q,相距r,相互作用力为F。现将两个半径都为r的金属小球,带电量都为q,用绝缘工具将它们相互靠近( )
A. 一定相互吸引
B. 一定相互排斥
C. 一定相互吸引或排斥,取决于它们是否接触
D. 无法判断它们是否相互吸引或排斥
解析:两个小球相互靠近时,如果两球都带异种电荷,那么两球会相互排斥;如果两球都带同种电荷,那么两球会相互吸引。若两球相互接触再相互靠近,则会出现两球先接触再分开而相互排斥的现象。
答案:C
2. 两个相同的金属小球所带电荷量都是2×10-8C,相距r=10cm时,互相排斥,现用第三个半径与它们相同的金属小球与它们接触后分开,则两球所带的电荷量可能是( )
A. 1×10-8C
B. 3×10-8C
C. 5×10-8C
D. 6×10-8C
解析:由库仑定律可得原来两球间的作用力为斥力,由库仑定律可得:$F = k\frac{Qq}{r^{2}}$;若两球带同种电荷,则两球接触后再分开所带电荷量为$q^{\prime} = \frac{Q + Q}{2} = \frac{2 \times 10^{- 8}}{2}C = 1 \times 10^{- 8}C$;若两球带异种电荷,则两球接触后再分开所带电荷量为$q^{\prime} = \frac{- Q - Q}{2} = - \frac{2 \times 10^{- 8}}{2}C = - 3 \times 10^{- 8}C$。所以选项A正确。
答案:A
以上是部分高二物理电荷守恒题目解析,因题目千变万化,建议根据题目内容仔细推敲。
题目:
一个带电的平行板电容器,其电容值为C,充电后其两极板间电压为U。然后取出电源,在两极板间平行插入一块带电的金属板,其带电量为Q。求金属板上的电荷面密度。
解析:
首先,我们需要明确电荷守恒的基本原理。在电容器充电后,其电荷总量是固定的,无论是否插入金属板,这个总量都不会改变。
接下来,我们来分析题目中的各个物理量。
1. 电容C:表示电容器储存电荷的能力,其大小取决于电容器的介质和几何尺寸。
2. 充电后电压U:表示电容器两极板之间的电势差。
3. 插入金属板后电量Q:这是新加入的电荷量,等于金属板上的总电荷量。
初始状态:充电后电容器储存的电荷量等于极板上的总电荷量,即 Q_0 = C_0U
插入金属板后:电容器极板上的总电荷量加上金属板上的电荷量仍等于初始状态下的电荷量,即 Q + Q_m = Q_0
其中 Q_m 表示金属板上的电荷量。
由于金属板是导体,所以其上的电荷会均匀分布在整个金属板上,因此金属板上的电荷面密度可以表示为:
σ = Q_m / S
其中 S 是金属板的面积。
将上述方程代入初始状态方程中,可得:
Q_m = C_0U - C_0Sσ
将此结果代入金属板上的电荷量表达式中,可得:
σ = (Q - C_0U) / SC_0
总结答案:金属板上的电荷面密度为 (Q - C_0U) / SC_0。