高中物理求解通过电阻或电路中的电量的几种常用方法.doc

高中物理求解电量的几种常用方法其实思路都是：q=It和C=q/U一、常规法求之I=Q电/t，已知通过某电阻的电流强度为0.2A，求通电5min有多少电量经过该电阻？q=It=0.2300C=60C二、利用动量定理求解求解电量的公式推导和思路：电量表达式：；动量定理：，公式中的F合也是时间t内的平均值，在F合为金属棒受到的安培力时，有；安培力：；综合上面三式，得F安t=mv-0 BILt=mv-0 BLQ电=mv-0 Q电=mv/BL如图所示，金属棒ab的质量m=5g，放置在宽L=1m的光滑的平行金属导轨上，导轨处于水平面内，磁感应强度B=0.5T。C=200F， E=16V，当电容充电结束后，开关拔向右方接通，金属棒从速度为零的虚线位置运动到速度为0.01m/s的实线位置的时候。求：（1）通过金属棒的电量为多少。（2）此刻电容器的两端电压为多大。(1) 110-4C。根据以上公式Q电=MV/BL代入数据即可得结果。(2) 15.5V。根据公式得Q1=CE=3210-4C Q=110-4C, Q2=Q1-Q=3110-4C。又根据C=Q/U得U2=Q2/C=15.5V例2相距为L的水平光滑导轨上，存在竖直向下的匀强磁场，导轨上放着两根质量均为m，电阻为R的金属棒AC、DE（如图1）。开始时，DE静止，AC棒以V0初速度向右运动，求：在运动过程中通过AC棒上的总电量。分析：AC棒和DE棒在运动中，开始时AC棒的速度大于DE棒的速度，回路中有顺时针方向的电流。AC棒受到的安培力使AC棒做减速运动，DE棒受到的安培力使DE棒做加速运动。当两棒的速度相等时，回路中的电流为零，两棒受到的安培力也为零，两棒最后以相同的速度匀速运动。尽管AC棒和DE棒所受到的安培力是变力，但始终大小相等，方向相反，两棒组成的系统合外力为零，系统动量守恒。故有：mV02mV共V共V0/2设回路中的平均电流（对时间平均）为I，再对AC棒用动量定理得：BILtmV共mV0又qIt如图2所示，既平行又光滑的水平导轨MM/宽为L，NN/宽为L/2，且都足够长，将其放置在磁感应强度为B的匀强磁场中，在导轨的宽段和窄段上分别放置导体棒AC和DE。已知AC棒质量为m1,DE棒质量为m2，开始时DE棒静止在导轨上。给AC棒一向右的初速度V1，求DE棒从静止到稳定运动过程中，通过它的电量。分析：当AC棒刚开始运动时，回路中有顺时针方向的电流，按左手定则可以判断AC棒受到向左的安培力，DE棒受到向右的安培力，而安培力是磁场施加的，对两棒组成的系统来说是外力不是内力。鉴于流过两棒的电流必相同，而长度相差一倍，故二者受到的安培力大小始终有如下关系：FAC2FDE可见系统运动方向上的合外力不为零，即系统动量在变化过程中并不守恒。虽然动量不守恒，这种情况下仍能用动量定理解决问题。因为AC棒做变减速运动，DE棒做变加速运动，回路电流不断减小。当回路电流为零时，AC棒和DE棒受到的安培力均为零，两棒的加速度也为零，速度不再变化，各自做匀速直线运动，达到稳定状态。稳定后回路中电流I0所以AC棒和DE棒产生的电动势大小相等方向相反EAC=EDE 三、利用法拉第电磁感应定律求解求解电量的公式推导：电量表达式：；闭合电路欧姆定律：；法拉第电磁感应定律：，式中求得的E亦为平均值；综合上面三式，得 E=/t, I=E/R=/tR, Q=It 得： Q电=/R如右图，相同的线圈从相同的磁场中匀速地拉出，其中V2V1，在此过程中问：（1）拉力作的功一样吗？（2）通过线圈横截面的电量一样吗？设线圈边长为L，面积为S，其电阻为R，磁感应强度为B。（1）、W2W1。因为匀速运动，F拉=BIL=B2L2V/R，又W=F拉L =B2L3V/R，根据公式W与V有关可得结果。（2）、一样。因为1=BS，2=0，都是BS，相同的线圈R又一样，根据Q电=/R可得结果。练习.如图所示，两根光滑水平放置的平行金属导轨间距为L，电阻不计，左端串一定值电阻R，金属杆电阻为r，质量为m，匀强磁场的磁感应强度为B。现杆以初速V0开始运动，则：(1)整个运动过程中，通过金属杆的电量q为多少？(2)整个运动过程中，金属杆滑行的距离d为多少？.解析：(1)在整个运动过程中，对金属杆由动量定理得：F安t=mV0，F安=BI L，又 =q/t，解得q=mv0/BL，(2)设金属杆在轨道上滑行距离为d，有=BS=BLd，又q=/(R+r)，由(1)问中q=mv0/BL，解得：d=mv0(R+r)/B2L2。四、电容公式求之C=Q/U C=Q/U Q电=CU如图所示的电路中，E=10V，R1=4，R2=6，C=30F，电池的内阻可忽略。（1）闭合S，求稳定后通过R1的电流。（2）若将开关S断开，求这以后通过R1的电量。（3）开关S断开以后，电源还输出多少电能。（1）I=1A。根据I=E/(R1+R2)=10/(4+6)A=1A可得结果。（2）1.210-4C。S闭合时Uc1=IR2=16V=6V，S断开时Uc2=E=10V，根据C=Q/U得：Q=CU=C（Uc2- Uc1）=310-54C=1.210-4C，因为S断开，电容器的电量变化都是通过R1完成的，所以可得以上答案。（3）1.210-3J。根据E能=Q E=1.210-3J。（W=UIt=UQ）练习如图所示的电路中，E=18V，R1=6，R2=3，C1=6F，C2=3F，电池的内阻可忽略。（1）S断开时，求A、B两点的电压UAB。（2）S从断开到闭合后，求电容器的带电量变化了多少。（1）UAB=18V。因为S断开时，电路中没有电流，故B点与电源正极电势一样高，A点电势与电源的负极一样高，所以得此结果。（2）1.210-4C。S断开时Uc1= Uc2=E=18V，S闭合时Uc1=IR1=18/(6+3)6V=12V, Uc2=IR2=18/(6+3)3V =6V，根据C=Q/U得：Q1=C1U1=C1（Uc1- Uc1）=-310-66C=-1.810-5CQ2=C2U2=C2（Uc2- Uc2）=-310-612C=-2.410-5C (负号表示减少)如图所示，E=3V，r=1，R1=2，R2=4，C=10F。（1）S接通时，求a、b两点的电压Uab。（2）S从断开到电容器两端电压稳定的过程中，共有多少电量通过R2。(1)S接通时，求a、b两点的电压Uab=0(2)S从断开到电容器两端电压稳定的过程中，电容器两端电压从0变成U=E-Ir=2V，电容器上变化的电量就是通过R2的电量，即：Q1=C1U1=1010-62