高中物理中关于电荷量的计算

高中物理中关于电荷量的计算

电荷量是电磁学的基本概念之一,其计算方法较多,为了帮助同学们很好地掌握,现整理如下:

方法一、利用21q q q +=求电荷量：

例1、某电解池中，若在2秒内有19100.1⨯个二价正离子和19100.2⨯个一价负离子通过某截面，那么通过这个截面的电流是多少？

[析]：由题意可知，电流由正、负离子定向移动形成，则在2秒内通过截面的总电荷量为：4.6100.21106.1100.12106.11919191921=⨯⨯⨯⨯+⨯⨯⨯⨯=+=--C C q q q 由电流的定义知：A A t q I 2.32

4.6=== 方法二、利用U C Q CU Q ∆=∆=或求电荷量：

例2、 如图1所示，已知电源电动势V E 12=,内电阻Ω=1r ，F C F C R R R μμ1,4,5,2,321321==Ω=Ω=Ω=,求：

（1） 电键S 闭合后，21,C C 所带电量？

（2） 电键S 断开后通过

解：(1)当电键S 闭合，电路稳定后，21C C 和都相当于断路，,3相当于导线R 1R 两端的电压为V R R R r E U 61211=++=，2R 两端的电压为V R R R r E U 422

12=++=则：

1C 所带电荷量为C C CU Q 5621106.14104--⨯=⨯⨯==

2C 所带电荷量为C C U U C Q 56212210)46(101)(--=+⨯⨯=+=

(2)电键S 断开后通过2R 的电量为：

C Q Q Q 521106.2-⨯=+=

方法三、利用安培力结合动量定理求电荷量：

例3、如图2所示，金属棒AB 的质量m ＝5g ，放置在宽L ＝1m 、光滑的金属导轨的边沿，两金属导轨处于水平平面内，该处有竖直向下B ＝0.5T 的匀强磁场。电容器的电容C ＝200uF ，电源的电动势E ＝16V ，导轨平面距地面高度h ＝0.8m 。在电键K 与“1”接通并稳定后，再使它与“2”接通，则金属棒

上的电压。

分析：当K 接“1当K 扳向“2力作用，向右运动，当AB 棒的电量，即可求出电容器两端的电压。 解：对AB 棒做平抛运动有： h ＝21gt 2 错误! s ＝Vt 错误!解错误!未找到引用源。错误!AB 棒在轨道上运动，其末速度即为平抛运动的初速度，设电流的平均值为I ，应用动量定理得：

BIL Δt ＝mV 由有 t I Q 1∆=

所以该过程通过ab 的电荷量为 C BL

mv Q 31106.1-⨯==

=1.6⨯10－3C 电容器充电电量为：Q ＝EC ＝3.2⨯10－3C 放电后电容器剩下的电量为：C Q Q Q 31'

106.1-⨯=-=

放电后电容器两端的电压为：U /=C Q /＝8V

方法四、利用R n Q φ∆=求电荷量： 例4、如图3所示，有一边长为L 正方形线圈处于磁感应强度为B 的匀强磁场中，线圈平面与磁感线方向垂直，当线圈（设线圈总电阻为R ）从图示位置，以速率v 匀速拉出磁场的过程中，流过导线的电荷量为多少？

图3

析：线圈拉出磁场的过程中磁通量的变化为2BL BS ==∆φ，感应电动势为t

N E ∆∆=φ，感应电流为R

E I =，所以流过导线的电荷量为R BL R N It q 2=∆==φ