2016屆高三物理靜電場復習
典題2有兩個完全相同的帶電絕緣金屬小球 a、b,分別帶有電量qa= 6.4×10-9c,qb=-3.2×10-9c,讓兩絕緣金屬小球接觸,在接觸過程中,電子如何轉移并轉移了多少?
<慢鏡頭分析>兩個完全相同的金屬球接觸后再分開,異種電荷先中和,再平均分配電量,將剩余電荷除以2即為每個金屬球所帶的電量。
當兩小球接觸時,帶電量少的負電荷先被中和,剩余的正電荷再重新分配。由于兩小球相同,剩余正電荷必均分,即接觸后兩小球帶電量 c
在接觸過程中,電子由b球轉移到a球,不僅將自身電荷中和,且繼續轉移,使b球帶 的正電,這樣,共轉移的電子電量為
c
轉移的電子數
答案:電子由b球轉移到a球,轉移的電子數為 。
<方法提煉>相同的球接觸后電量平分,是庫侖當年從直覺得出的結果,也是庫侖實驗中的一個重要的思想方法——依靠彼此接觸達到改變電量的目的.本題考查了電荷守恒定律,元電荷概念,涉及正負電荷中和,電荷重新分布,電子轉移數量等問題。
探究•建模•創新
電荷守恒定律是自然界主要的基本規律之一,雖然近代物理學中夸克理論的出現打破了元電荷e的界限,但是電荷守恒仍是我們解題的重要思路。
典題3目前普通認為,質子和中子都是由被稱為 夸克和 夸克的兩類夸克組成。 夸克帶電量為 , 夸克帶電量為 , 為基元電荷。下列論斷可能正確的是
a.質子由1個 夸克和1個 夸克組成,中子由1個 夸克和2個 夸克組成
b.質子由2個 夸克和1個 夸克組成,中子由1個 夸克和2個 夸克組成
c.質子由1個 夸克和2個 夸克組成,中子由2個 夸克和1個 夸克組成
d.質子由2個 夸克和1個 夸克組成,中子由1個 夸克和1個 夸克組成
<思維流程圖>
<慢鏡頭分析>我們原來認為質子、中子是最小的微粒,但是現在的夸克理論認為還有更小的微粒存在,不過這些并不影響電荷守恒定律的應用。我們知道,質子帶電量為e,那么可以看成由兩個 夸克和一個 夸克組成,中子不帶電,可以看成由一個 夸克和兩個 夸克組成的,所以正確答案為b。 答案:b
<技巧點撥>夸克和反夸克的概念是新型的概念,但它卻滿足電荷數守恒的規則,我們仍然可以利用電荷守恒來判斷電荷的組成。