Bài tập file word vật lí 11 chân trời sáng tạo Bài 14: Tụ điện

Bài 14: TỤ ĐIỆN

1. NHẬN BIẾT 

Câu 1: Tụ điện là

Giải: 

Tụ điện là hệ thống gồm hai vật dẫn đặt gần nhau và ngăn cách nhau bằng một lớp cách điện.

Câu 2: Cách tích điện cho tụ điện:

Giải:

Cách tích điện cho tụ điện: nối hai bản của tụ điện với hai cực của nguồn điện.

Câu 3: Điện dung của tụ điện được xác định bằng biểu thức:

Giải:

C=Q/U

Câu 4: Fara là điện dung của một tụ điện mà

Giải:

Fara là điện dung của một tụ điện mà giữa hai bản tụ có hiệu điện thế 1V thì nó tích được điện tích 1 C.

Câu 5: Nếu hiệu điện thế giữa hai bản tụ tăng 4 lần thì điện dung của tụ

Giải:

Điện dung của tụ điện không phụ thuộc vào hiệu điện thế giữa hai bản tụ nên nếu hiệu điện thế giữa hai bản tụ tăng 2 lần thì điện dung của tụ không đổi.

Câu 6 Khi tăng diện tích đối diện giữa hai bản tụ lên bốn lần và khoảng cách giữa hai bản tụ cũng tăng hai lần thì điện dung của tụ điện phẳng sẽ

Giải:

Điện dung của tụ phẳng: . Khi S tăng 4 lần, d tăng 2 lần nên C tăng 2 lần

Câu 7: 

Với một tụ điện xác định, nếu muốn năng lượng điện trường của tụ tăng 16 lần thì phải tăng điện tích của tụ

Giải:

Năng lượng điện trường của tụ tỉ lệ thuận với bình phương điện tích của tụ. Để năng lượng điện trường tăng 16 lần thì điện tích phải tăng 4 lần

2. THÔNG HIỂU 

Câu 1: Một tụ điện phẳng có điện dung C, được mắc vào một nguồn điện, sau đó ngắt khỏi nguồn điện. Người ta nhúng hoàn toàn tụ điện vào chất điện môi có hằng số điện môi ε. Khi đó điện tích của tụ điện

Giải: 

Giải thích: 

+ Một tụ điện phẳng có điện dung C, được mắc vào một nguồn điện, sau đó ngắt khỏi nguồn điện. Khi đó tụ điện cô lập về điện nên điện tích của tụ điện không thay đổi.

+Điện dung của tụ điện được tính theo công thức: nên điện dung của tụ tăng lên lần.

+ Điện tích tụ điện được tính theo công thức Q=CU. Khi nhúng hoàn toàn tụ điện vào chất điện môi có hằng số điện môi thì điện tích tăng lên

Câu 2: Một tụ có điện dung 2 μF. Khi đặt một hiệu điện thế 5 V vào 2 bản của tụ điện thì tụ tích được một điện lượng là

Giải:

Câu 3:  Đặt vào hai đầu tụ một hiệu điện thế 5 V thì tụ tích được một điện lượng 10-5 C. Điện dung của tụ là

Giải:

Câu 4: Trên vỏ một tụ điện có ghi 5µF - 110V. Điện tích lớn nhất mà tụ điện tích được là:

Giải:

Hiệu điện thế lớn nhất mà tụ còn chịu được là:

Điện tích của tụ điện:

Câu 5 Nếu đặt vào hai đầu tụ một hiệu điện thế 5 V thì tụ tích được một điện lượng 2 μC. Nếu đặt vào hai đầu tụ một hiệu điện thế 10 V thì tụ tích được một điện lượng

Giải:

Từ biểu thức

Ta có:

3. VẬN DỤNG 

Câu 1 Để tụ tích một điện lượng 2 μC thì đặt vào hai đầu tụ một hiệu điện thế 5V. Để tụ đó tích được điện lượng 4 μC thì phải đặt vào hai đầu tụ một hiệu điện thế

Giải:

Từ biểu thức

Ta có:

Câu 2: Giữa hai bản tụ phẳng cách nhau 1 cm có một hiệu điện thế 20 V. Cường độ điện trường đều trong lòng tụ là

Giải:

Câu 3:  Bộ tụ điện gồm ba tụ điện: C1 = 10 (μF), C2 = 15 (μF), C3 = 20 (μF) mắc song song với nhau. Điện dung của bộ tụ điện là:

Giải:

4. VẬN DỤNG CAO 

Câu 1: Một tụ điện không khí phẳng mắc vào nguồn điện có hiệu điện thế U = 200 (V). Hai bản tụ cách nhau 4 (mm). Mật độ năng lượng điện trường trong tụ điện là:

Giải:

Mật độ năng lượng điện trường trong tụ điện 

với

Câu 2:  Hai bản của một tụ điện phẳng là hình tròn, tụ điện được tích điện sao cho điện trường trong tụ điện bằng E = 3.105 (V/m). Khi đó điện tích của tụ điện là Q = 100 (nC). Lớp điện môi bên trong tụ điện là không khí. Bán kính của các bản tụ là:

Giải:

Áp dụng các công thức:

• Điện dung của tụ điện phẳng: với
• Mối liên hệ giữa hiệu điện thế và cường độ điện trường U = E.d
• Điện tích của tụ điện: q = CU