Tụ điện là gì trắc nghiệm

Trắc nghiệm bài Tụ điện vật lý 11 có đáp án và giải thuật và giải thuật gồm những phần : Kiến thức trọng tâm, những dạng bài tập có ví dụ, bài tập rèn luyện. Các bạn xem để ôn tập những kim chỉ nan, nắm vững những dạng và rèn luyện kỹ năng và kiến thức làm bài nhé .

CHUYÊN ĐỀ 4 TỤ ĐIỆN

A. KIẾN THỨC CẦN NHỚ

1. Tụ điện là gì?

Tụ điệnlà một hệ hai vật dẫn đặt gần nhau và ngăn cách nhau bằng một lớp cách điện. Mỗi vật dẫn đó gọi là một bản của tụ điện.

Tụ điện dùng để chứa điện tích .Tụ điện là dụng cụ được dùng thông dụng trong những mạch điện xoay chiều và những mạch vô tuyến. Nó có trách nhiệm tích và phóng điện trong mạch điện .

Độ lớn điện tích trên mỗi bản của tụ điện khi đã tích điện gọi làđiện tíchcủa tụ điện.

Tụ điện được dùng phổ biến làtụ điện phẳng.

Tụ điện phẳng là tụ điện được cấu trúc bởi hai bản sắt kẽm kim loại phẳng đặt song song với nhau và ngăn cách nhau bởi một lớn điện môi. Hai bản sắt kẽm kim loại này gọi là hai bản của tụ điện .Trong mạch điện, tụ điện được kí hiệu như hình bên .

2. Cách tích điện cho tụ điện

Để tích điện cho tụ điện, người ta nối hai bản của tụ điện với hai cực của nguồn điện, cực nối với bản dương sẽ tích điện dương, cực nối với bản âm sẽ tích điện âm .Điện tích của hai bản khi nào cũng cóđộ lớn bằng nhau, nhưngtrái dấunhau. Ta gọiđiện tíchcủa bản dương là điện tích của tụ điện .

3. Điện dung của tụ điện

Người ta chứng tỏ được rằng :Điện tích Q. mà một tụ điện nhất định tích được tỉ lệ thuận với hiệu điện thế U đặt giữa hai bản của nó .USD Q = CU { \ rm { } } hay { \ rm { } } C = \ frac { Q } { U } $Điện dung của tụ điện USD C = \ frac { Q } { U } $ là đại lượng đặc trưng cho năng lực tích điện của tụ điện ở một hiệu điện thế nhất định .Đơn vị điện dung là fara ( kí hiệu là F ) .Người ta thường dùng những ước của Fara ( vì những tụ điện thường dùng chỉ có điện dung từ 10-12 F đến 10-6 F .USD \ begin { array } { l } 1 \ mu F = { 10 ^ { 6 } } F { \ rm { } } \ left ( { \ mu F : microfara } \ right ) \ \ 1 \ ; nF = { 10 ^ { 9 } } F { \ rm { } } \ left ( { nF : nanofara } \ right ) \ \ 1 pF = { 10 ^ { 12 } } F \ left ( { pF : { \ rm { } } picofara } \ right ) \ end { array } $

4. Tụ điện phẳng

Điện dung của tụ điện phẳng được xác lập bởi công thức :USD C = \ frac { { \ varepsilon S } } { { k4 \ pi d } } $Trong đó : S là diện tích quy hoạnh phần đối lập giữa hai bản tụ ( mét vuông ) .d là khoảng cách giữa hai bản ( m ) .USD \ varepsilon USD là hằng số điện môi của lớp điện môi chiếm đầy giữa hai bản .k = 9.109 ( Nm2 / C2 ) .C là điện dung của tụ điện phẳng ( F ) .Mỗi tụ điện có một hiệu điện thế giới hạn. Khi hiệu điện thế giữa hai bản tụ vượt quá hiệu điện thế giới hạn thì lớp điện môi giữa hai bản tụ bị đánh thủng, tụ điện bị hỏng .

5. Ghép các tụ điện

a. Ghép song song

Xét một bộ tụ gồm n tụ C1, C2, , Cnmắc song song như hình vẽ .Gọi U là hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch ,U1, U2, , Unlà hiệu điện thế giữa hai đầu tụ điện C1, C2, , Cn .Khi những tụ điện mắc song song với nhau thì ta cóU = U1 = U2 = = UnTa thay những tụ C1, C2, , Cnbởi một tụ điện Cbcó công dụng tựa như như bộ gồm n tụ trên, khi đó điện tích của tụ CblàQb = Q1 + Q2 + + QnChia cả hai vế của phương trình trên cho U và quan tâm U = U1 = U2 = = Unta cóUSD \ frac { { { Q_b } } } { U } = \ frac { { { Q_1 } } } { { { U_1 } } } + \ frac { { { Q_2 } } } { { { U_2 } } } + + \ frac { { { Q_n } } } { { { U_n } } } $Từ đó suy ra $ { C_b } = { \ rm { } } { { \ rm { C } } _1 } + { \ rm { } } { { \ rm { C } } _2 } + { \ rm { } } \ ldots { \ rm { } } + { \ rm { } } { { \ rm { C } } _n } $Đây chính là công thức tính điện dung của bộ tụ mắc song song với nhau .

b. Ghép nối tiếp

Xét một bộ tụ gồm n tụ C1, C2, , Cnmắc tiếp nối đuôi nhau như hình vẽ .Ta thay những tụ C1, C2, , Cnbởi một tụ điện Cbcó công dụng tựa như như bộ gồm n tụ trên. Vì bản âm của tụ này nối với bản dương của tụ kia, nên điện tích của những tụ là như nhau, và là điện tích của tụ CbQb = Q1 = Q2 = = QnKhi những tụ điện mắc tiếp nối đuôi nhau với nhau, ta cóU = U1 + U2 + + UnChia cả hai vế của phương trình trên cho Q. và quan tâm Qb = Q1 = Q2 = = Qnta cóUSD \ frac { U } { { { Q_b } } } = \ frac { { { U_1 } } } { { { Q_1 } } } + \ frac { { { U_2 } } } { { { Q_2 } } } + + \ frac { { { U_n } } } { { { Q_n } } } $Từ đó suy ra : $ \ frac { 1 } { { { C_b } } } = \ frac { 1 } { { { C_1 } } } + \ frac { 1 } { { { C_2 } } } + + \ frac { 1 } { { { C_n } } } $

B. CÁC DẠNG BÀI TẬP VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI

DẠNG 1: Đại cương về tụ điện

1. Phương pháp

Vận dụng những công thức đã nêu ở phần trên .Lưu ý những điều kiện kèm theo sau :+ Nối tụ điện vào nguồn : U = const .+ Ngắt tụ điện khỏi nguồn : Q = const .

2. Ví dụ minh họa

Ví dụ 1:Tụ điện phẳng gồm hai bản tụ có diện tích 0,05 m2đặt cách nhau 0,5mm, điện dung của tụ là 3 nF. Tính hằng số điện môi của lớp điện môi giữa hai bản tụ.

A.3,4B.2,1C.2D.4,5

Lời giải

Từ công thức tính điện dungUSD C = \ frac { { \ varepsilon S } } { { 4 \ pi kd } } \ Rightarrow \ varepsilon = \ frac { { 4 \ pi kdC } } { S } = \ frac { { 4 \ pi { {. 9.10 } ^ 9 }. 0, { { 5.10 } ^ { 3 } } { {. 3.10 } ^ { 9 } } } } { { 0,05 } } = 3,4 $

Đáp án A

STUDY TIP

Điện dung của tụ điện phẳng: $C = \frac{{\varepsilon S}}{{4\pi kd}}$

Ví dụ 2:Một tụ điện phẳng không khí có điện dung 3,5 pF, diện tích mỗi bản là 5 cm2được đặt dưới hiệu điện thế 6,3 V. Biết ${{\rm{S}}_{\rm{0}}} = 8,{85.10^{ 12}}{\rm{ }}F/m$. Tính:

a ) Khoảng cách giữa hai bản tụ

A.1 mmB.1,26 mmC.1,75 mmD.2 mm

b ) Cường độ dòng điện giữa hai bản

A.5000 V/mB.2500 V/mC.3000 V/mD.4000 V/m

Lời giải

a ) Khoảng cách giữa hai bản tụUSD C = \ frac { { \ varepsilon S } } { { 4 \ pi kd } } \ Rightarrow d = \ frac { { \ varepsilon S } } { { 4 \ pi kC } } = \ frac { { 1, { { 5.10 } ^ { 4 } } } } { { 4 \ pi { {. 9.10 } ^ 9 }. 3, { { 5.10 } ^ { 12 } } } } = 1, { 26.10 ^ { 3 } } m = 1,26 \, mm USD

Đáp án B

b ) Cường độ dòng điện giữa hai bản $ E = \ frac { U } { d } = \ frac { { 6,3 } } { { 1, { { 26.10 } ^ { 3 } } } } = 5000 \, V / m USD

Đáp án A

Ví dụ 3:Một tụ điện phẳng không khí nếu được tích điện lượng 5,2.10-9C thì điện trường giữa hai bản tụ là 20000 V/m. Tính diện tích mỗi bản tụ

A.0,03 m2.B.0,01 m2.C.3000 V/m.D.4000 V/m.

Lời giải

Ta có : USD Q = CEd = \ frac { { \ varepsilon S } } { { 4 \ pi kd } }. d. E = \ frac { { S.E } } { { 4 \ pi k } } USD. Diện tích mỗi bản tụ là :USD S = \ frac { { 4 \ pi kQ } } { E } = \ frac { { 4 \ pi { {. 9.10 } ^ 9 }. 5, { { 2.10 } ^ { 9 } } } } { { 20000 } } = 0,03 \, { m ^ 2 } $

Đáp án A

Ví dụ 4:Một tụ điện phẳng có các bản tụ làm bằng nhôm có kích thước 4 cm x 5cm. Điện môi là dung dịch axêton có hằng số điện môi là 20. khoảng cách giữa hai bản của tụ điện là 0,3 mm. Tính điện dung của tụ điện

A.2,26 nF.B.1,13 nF.C.2,95 nF.D.1,18 nF.

Lời giải

Điện dung của tụ điện được xác lập bởi :USD C = \ frac { { \ varepsilon S } } { { 4 \ pi kd } } = \ frac { { { { 20.4.5. 10 } ^ { 9 } } } } { { 4 \ pi { {. 9.10 } ^ 9 }. 0, { { 3.10 } ^ { 3 } } } } = 1,18 \, nF USD

Đáp án D

Ví dụ 5:Một tụ điện phẳng không khí có hai bản cách nhau 1 mm và có điện dung 2.10-11F được mắc vào hai cực của một nguồn điện có hiệu điện thế 50V. Tính diện tích mỗi bản tụ điện và điện tích của tụ điện. Tính cường độ điện trường giữa hai bản?

A.5.104V/m.B.2,5.104V/m.C.3.104V/m.D.104V/m.

Lời giải

Ta có : USD C = \ frac { { \ varepsilon S } } { { 4 \ pi kd } } \ Rightarrow S = \ frac { { 4 \ pi kdC } } { \ varepsilon } = \ frac { { 4 \ pi { {. 10 } ^ 9 } { {. 9.10 } ^ { 3 } } { {. 2.10 } ^ { 11 } } } } { 1 } = 2, { 26.10 ^ { 3 } } \, { m ^ 2 } $Điện tích của tụ USD Q = CU = { 2.10 ^ { 11 } }. 50 = { 10 ^ { 9 } } \, C USDCường độ điện trường $ E = \ frac { U } { d } = \ frac { { 50 } } { { { { 10 } ^ { 3 } } } } = { 5.10 ^ 4 } \, V / m USD

Đáp án A

STUDY TIP

Mối liên hệ giữa điện tích, điện dụng, hiệu điện thế: $Q = CU$Mối liên hệ giữa hiệu điện thế, điện trường U = Ed

Ví dụ 6:Một tụ điện phẳng điện dung 12 pF, điện môi là không khí. Khoảng cách giữa hai bản tụ 0,5 cm. Tích điện cho tụ điện dưới hiệu điện thế 20 V. Tính:

a ) Điện tích của tụ điện .

A.24.10-11C.B.12.10-11C.C.36.10-11C.D.15.10-11C.

b ) Cường độ điện trường trong tụ .

A.3.104V/m.B.4.103V/m.C.2.103V/m.D.1,2.103V/m.

Lời giải

a ) Điện tích của tụ điện là : USD Q = CU = { 24.10 ^ { 11 } } \ left ( C \ right ) USD

Đáp án A

b ) Cường độ điện trường trong tụ là : USD E = \ frac { U } { d } = 4000 \ left ( { V / m } \ right ) USD

Đáp án B

Ví dụ 7:Một tụ điện phẳng không khí, điện dung 40 pF, tích điện cho tụ điện ở hiệu điện thế 120V.

a ) Tính điện tích của tụ .

A.24.10-10C.B.48.10-10C.C.36.10-10C.D.40.10-10C.

b ) Sau đó tháo bỏ nguồn điện rồi tăng khoảng cách giữa hai bản tụ lên gấp đôi. Tính hiệu điện thế mới giữa hai bản tụ. Biết rằng điện dung của tụ điện phẳng tỉ lệ nghịch với khoảng cách giữa hai bản của nó

A.120 V.B.480 V.C.240 V.D.200 V.

Lời giải

a ) Điện tích của tụ điện là : USD Q = CU = { 48.10 ^ { 10 } } \ left ( C \ right ) USD

Đáp án B

b ) Khi tháo bỏ nguồn điện ra thì điện tích Q. không biến hóaUSD Q = Q \ Leftrightarrow CU = CU $Ta có : USD C \ sim \ frac { 1 } { d } \ Rightarrow C = \ frac { C } { 2 } \ Rightarrow U = 2U = 2.120 = 240 \, V USD

Đáp án C

STUDY TIP

Tháo nguồn điện ra khỏi hạ, sau đó tăng khoảng cách, thì điện tích của tụ không đổi.

Ví dụ 8:Tụ điện phẳng không khí có điện dung C = 500 pF được tích điện đến hiệu điện thế 300 V.

a ) Tính điện tích Q. của tụ điện .

A.1,5.10-7C.B.3.10-6C.C.5.10-7C.D.2,5.10-7C.

b ) Ngắt tụ điện khỏi nguồn rồi nhúng tụ điện vào chất điện môi lỏng có $ \ varepsilon = 2 USD. Tính điện dung C1, điện tích Q1và hiệu điện thế U1của tụ điện lúc đó .

A.C1= 1000 pF, Q1= 150 nC, U1= 150 V.

B.C1= 500 pF, Q1= 150 nC, U1= 600 V.

C.C1= 1000 pF, Q1= 300 nC, U1= 150 V.

D.C1= 500 pF, Q1= 150 nC, U1= 600 V.

c ) Vẫn nối tụ điện với nguồn nhưng nhúng tụ điện vào chất điện môi lỏng có $ \ varepsilon = 2 USD. Tính C2, Q2, U2của tụ điện .

A.C2=1000pF, Q2=150nC, U2=150 V.

B.C2= 500 pF, Q2=150 nC, U2=600V.

C.C2=1000 pF, Q2=300nC, U2=300V.

D.C2= 500 pF, Q2= 300 nC, U2= 600 V.

Lời giải

a ) Điện tích của tụ điện là : USD Q = CU = 1, { 5.10 ^ { 7 } } \ left ( C \ right ) USD

Đáp án A

b ) Khi ngắt tụ ra khỏi nguồn thì điện tích Q. không đổi khácUSD { Q_1 } = Q = 150 \, nC \ Leftrightarrow CU = { C_1 } { U_1 } $Ta có : USD C \ sim \ varepsilon \ Rightarrow { C_1 } = 2C = 1000 \, pF, \, { U_1 } = \ frac { U } { 2 } = 150 \, V USD

Đáp án A

c ) Vẫn nối tụ điện với nguồn thì $ { U_2 } = U = 300V $+ Điện dung là : C2 = 2C = 1000 pF+ Điện tích của tụ : Q2 = 2Q1 = 300 nC

Đáp án C

STUDY TIP

Vẫn nối tụ điện với nguồn thì hiệu điện thế giữa hai bản tụ không đổi.

Bài tập tương tự:Tụ điện phẳng không khí điện dung 2 pF được tích điện ở hiệu điện thế 600V.

a ) Tính điện tích Q. của tụ .b ) Ngắt tụ khỏi nguồn, đưa hai đầu tụ ra xa để khoảng cách tăng gấp đôi. Tính C1, Q1, U1của tụ .c ) Vẫn nối tụ với nguồn, đưa hai bản tụ ra xa để khoảng cách tăng gấp đôi. Tính C2, Q2, U2của tụ .

Gợi ý:Tương tự các ví dụ trên.

Đáp án: a) 1,2.10-9C.

b ) C1 = l pF, Q1 = 1,2. 10-9 C, U1 = 1200V .c ) C2 = l pF, Q2 = 0,6. 10-9 C, U = 600V .

Ví dụ 9:Một tụ điện phẳng có các bản tụ hình tròn bán kính 10 cm. Khoảng cách và hiệu điện thế giữa hai bản là 1 cm, 108V. Giữa hai bản là không khí. Tìm điện tích của tụ điện?

A.1,5.10-9C.B.3.10-9C.C.6.10-9C.D.5.10-9C.

Lời giải

Điện tích của tụ điện là :USD Q = CU = \ frac { { \ varepsilon SU } } { { 4 \ pi kd } } = \ frac { { { { 100.10 } ^ { 4 } }. \ pi. 108 } } { { 4 \ pi { {. 9.10 } ^ 9 } { {. 10 } ^ { 2 } } } } = { 3.10 ^ { 9 } } \ left ( C \ right ) USD

Đáp án B

STUDY TIP

Nhắc lại công thức tính diện tích hình tròn $S = \pi {R^2}$

Ví dụ 10:Hai bản của 1 tụ điện phẳng không khí có dạng hình chữ nhật kích thước 10cm x 5cm. Tụ điện được tích điện bằng một nguồn điện sao cho cường độ điện trường giữa 2 bản tụ là 8.105V/m. Tính điện tích của tụ điện trên.

A.6,1.10-8C.B.5,12.10-8C.C.3,54.10-8C.D.8,25.10-8C.

Lời giải

Điện tích của tụ điện là :USD Q = CU = \ frac { S } { { 4 \ pi kd } }. Ed = \ frac { { { { 50.10 } ^ { 4 } } } } { { { { 4.9.10 } ^ 9 }. \ pi } } {. 8.10 ^ 5 } = 3, { 54.10 ^ { 8 } } \ left ( C \ right ) USD

Đáp án C

STUDY TIP

Nhắc lại công thức tính diện tích hình chữ nhật S=ab.

Ví dụ 11:Một tụ điện phẳng không khí có điện dung 20pF. Tích điện cho tụ điện đến hiệu điện thế 250V.

a ) Tính điện tích và nguồn năng lượng điện trường của tụ điện .

A.1,5.10-9C.B.3.10-9C.C.6.10-9C.D.5.10-9C.

b ) Sau đó tháo bỏ nguồn điện rồi tăng khoảng cách giữa hai bản tụ điện lên gấp đôi. Tính hiệu điện thế giữa hai bản khi đó .

A.500 V.B.250 V.C.750 V.D.600 V.

Lời giải

a ) Điện tích và nguồn năng lượng điện trường của tụ điện là :USD \ begin { array } { l } q = CU = { 5.10 ^ { 9 } } \, C ; \ \ { \ rm { W } } = \ frac { 1 } { 2 } C { U ^ 2 } = { 625.10 ^ { 9 } } \, J \ end { array } $b ) Ban đầu USD C = \ frac { { \ varepsilon S } } { { 4 \ pi kd } } $, sau khi tháo :USD C = \ frac { { \ varepsilon S } } { { 4 \ pi k2d } } = \ frac { C } { 2 } = 10 \, pF ; \, q = q ; \, U = \ frac { { q } } { { C } } = 500 \, V USD

Đáp án A

STUDY TIP

Sau khi tháo bỏ nguồn, điện tích của tụ không đổi.

DẠNG 2: Ghép tụ điện chưa tích điện trước

1. Phương pháp

a. Ghép song song

Xét một bộ tụ gồm n tụ C1, C2, , C mắc song song như hình vẽ .Gọi U là hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch ,U1, U2, , U là hiệu điện thế giữa hai đầu tụ điện C1, C2, , Cn .U = U1 = U2 = = UnQb = Q1 + Q2 + + Qn

Cb= C1+ C2+ + Cn

b. Ghép nối tiếp

Xét một bộ tụ gồm n tụ C1, C2, , C mắc tiếp nối đuôi nhau như hình vẽ .Ta có :Qb = Q1 = Q2 = = QnU = U1 + U2 + + UnUSD \ frac { 1 } { { { C_b } } } = \ frac { 1 } { { { C_1 } } } + \ frac { 1 } { { { C_2 } } } + + \ frac { 1 } { { { C_n } } } $Chú ý, nếu chỉ có 2 tụ mắc tiếp nối đuôi nhau thì ta có

2. Ví dụ minh họa

Ví dụ 1:Sáu tụ được mắc theo sơ đồ sau: $\left( {\left( {{C_1}\,nt\left( {{C_2}//{C_3}} \right)} \right)//{C_4}} \right)nt\,{C_5}{\rm{ }}nt{\rm{ }}{C_6}$; C1=… C6= 60pF; U = 120V. Tính điện dung của bộ và điện tích của mỗi tụ.

Lời giải

Điện dung của hệ gồm $ \ left ( { \ left ( { { C_1 } \, nt \ left ( { { C_2 } / / { C_3 } } \ right ) } \ right ) / / { C_4 } } \ right ) USD là :USD { C_ { b1 } } = \ frac { { { C_1 } \ left ( { { C_2 } + { C_3 } } \ right ) } } { { { C_1 } + { C_2 } + { C_3 } } } + { C_4 } = 100 \, \ mu F USDĐiện dung của hệ gồm $ \ left ( { \ left ( { { C_1 } \, nt \ left ( { { C_2 } / / { C_3 } } \ right ) } \ right ) / / { C_4 } } \ right ) nt \, { C_5 } $ làUSD { C_ { b2 } } = \ frac { { { C_ { b1 } }. { C_5 } } } { { { C_ { b1 } } + { C_5 } } } = \ frac { { 100.60 } } { { 100 + 60 } } = 37,5 \, \ mu F USDĐiện dung của hệ gồm $ \ left ( { \ left ( { { C_1 } \, nt \ left ( { { C_2 } / / { C_3 } } \ right ) } \ right ) / / { C_4 } } \ right ) nt \, { C_5 } { \ rm { } } nt { \ rm { } } { C_6 } $ là :USD { C_ { b3 } } = \ frac { { { C_ { b2 } }. { C_6 } } } { { { C_ { b2 } } + { C_6 } } } = \ frac { { 37,5. 60 } } { { 37,5 + 60 } } = \ frac { { 300 } } { { 13 } } \, \ mu F USDĐiện tích :USD { Q_b } = { C_b } { U_b } = \ frac { { 300 } } { { 13 } } {. 10 ^ { 6 } }. 120 = 2, { 77.10 ^ { 3 } } C $Vì hệ được ghép nối tiếp như trên nên ta cóUSD \ left \ { \ begin { array } { l } { Q_5 } = { Q_6 } = { Q_ { b1 } } = { Q_b } = 2, { 77.10 ^ { 3 } } C \ \ { Q_ { b1 } } = { Q_ { 123 } } + { Q_4 } \ \ { Q_ { 123 } } = { Q_1 } = { Q_ { 23 } } = { Q_2 } + { Q_3 } \ end { array } \ right. $Mặt khác, U5 + U6 + U4 = U = 120VTừ 2 điều trên ta được :USD { U_4 } = 120 { U_5 } { U_6 } = 120 2 { U_5 } = 120 2 \ frac { { { Q_5 } } } { { { C_5 } } } = \ frac { { 83 } } { 3 } V $USD \ Rightarrow { Q_4 } = { C_4 } { U_4 } = 1, { 66.10 ^ { 3 } } C $Và $ { Q_b } = { Q_ { b1 } } = 2, { 77.10 ^ { 3 } } = { Q_1 } + { Q_4 } \ Rightarrow { Q_1 } = { Q_b } { Q_4 } = 1, { 11.10 ^ { 3 } } = { Q_2 } + { Q_3 } $Mà C2 = C3, U2 = U3 $ \ Rightarrow { Q_2 } = { Q_3 } = \ frac { { { Q_2 } + { Q_3 } } } { 2 } = 0, { 555.10 ^ { 3 } } C $

Ví dụ 2:Cho bộ tụ được mắc như hình vẽ. Trong đó:

USD { C_1 } = { C_2 } = { C_3 } = 6 \ mu F ; { \ rm { } } { C_4 } = 2 \ mu F ; { \ rm { } } { C_5 } = 4 \ mu F ; { \ rm { } } { Q_4 } = { 12.10 ^ { 6 } } C $ .a ) Tính điện dung tương tự của bộ tụ .b ) Tính điện tích, hiệu điện thế trên từng tụ và hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch .

Lời giải

Phân tích đoạn mạch : Mạch gồm $ \ left ( { \ left ( { { C_1 } \, nt \, \, { C_2 } \, nt \, { C_3 } } \ right ) / / { C_4 } } \ right ) nt \, { C_5 } $ .a ) Vì $ \ left ( { { C_1 } \, nt \, \, { C_2 } \, nt \, { C_3 } } \ right ) USD nên ta có $ { C_ { 123 } } = \ frac { { { C_1 } { C_2 } { C_3 } } } { { { C_1 } { C_2 } + { C_2 } { C_3 } + { C_3 } { C_1 } } } = 2 \ mu F ; USDVì $ \ left ( { \ left ( { { C_1 } \, nt \, \, { C_2 } \, nt \, { C_3 } } \ right ) / / { C_4 } } \ right ) USD nên ta có $ { C_ { 1234 } } = { C_ { 123 } } + { C_4 } = 4 \ mu F $ ;Điện dung tương tự USD C = \ frac { { { C_ { 1234 } } { C_5 } } } { { { C_ { 1234 } } + { C_5 } } } = 2 \ mu F USDb ) Vì C123 / / C4nên ta có : USD { U_4 } = { U_ { 123 } } = { U_ { 1234 } } = \ frac { { { Q_4 } } } { { { C_4 } } } = 6 \, V $ ;Vì C1234nt C5nên ta có :USD { Q_ { 1234 } } = { Q_5 } = Q = { C_ { 1234 } } { U_ { 1234 } } = { 24.10 ^ { 6 } } C ; \, { U_5 } = \ frac { { { Q_5 } } } { { { C_5 } } } = 6 \, V USDVì $ \ left ( { { C_1 } \, nt \, \, { C_2 } \, nt \, { C_3 } } \ right ) USD nên ta cóUSD { Q_ { 123 } } = { Q_1 } = { Q_2 } = { Q_3 } = { C_ { 123 } }. { U_ { 123 } } = { 12.10 ^ { 6 } } C $Từ đó suy ra $ { U_1 } = \ frac { { { Q_1 } } } { { { C_1 } } } = 2 = { U_2 } = { U_3 } \ left ( V \ right ) ; \, { U_ { AB } } = \ frac { Q } { C } = 12V. $

Ví dụ 3:Cho bộ tụ được mắc như hình vẽ. Trong đó

USD { C_1 } = { C_2 } = 2 \ mu F ; \, \, { C_3 } = 3 \ mu F ; { \ rm { } } { C_4 } = 6 \ mu F ; { \ rm { } } { C_5 } = { C_6 } = 5 \ mu F. { \ rm { } } { U_3 } = 2V $ .Tính :a ) Điện dung của bộ tụ .b ) Hiệu điện thế và điện tích trên từng tụ .

Lời giải

Phân tích đoạn mạch : mạch gồm $ \ left ( { \ left ( { \ left ( { { C_2 } \, nt \, { C_3 } \, nt \, { C_4 } } \ right ) / / { C_5 } } \ right ) \, nt \, { C_1 } } \ right ) / / { C_6 } $a ) Vì $ \ left ( { { C_2 } \, nt \, { C_3 } \, nt \, { C_4 } } \ right ) USD nên ta có $ { C_ { 234 } } = \ frac { { { C_2 } { C_3 } { C_4 } } } { { { C_2 } { C_3 } + { C_4 } { C_3 } + { C_4 } { C_2 } } } = 1 \ mu F ; USDVì $ \ left ( { \ left ( { { C_2 } \, nt \, { C_3 } \, nt \, { C_4 } } \ right ) / / { C_5 } } \ right ) USD nên ta có $ { C_ { 2345 } } = { C_ { 234 } } + { C_5 } = 6 \ mu F USDVì $ \ left ( { \ left ( { \ left ( { { C_2 } \, nt \, { C_3 } \, nt \, { C_4 } } \ right ) / / { C_5 } } \ right ) \, nt \, { C_1 } } \ right ) USD nên ta có : USD { C_ { 12345 } } = \ frac { { { C_1 } { C_ { 2345 } } } } { { { C_1 } + { C_ { 2345 } } } } = 1,5 \ mu F USDĐiện dung của bộ tụ là : USD C = { C_ { 12345 } } + { C_6 } = 6,5 \ mu F USDb ) Vì $ \ left ( { { C_2 } \, nt \, { C_3 } \, nt \, { C_4 } } \ right ) USD nên Q3 = Q2 = Q4 = Q234 = C3U3 = 6.10 – 6CVì C234 / / C5nênUSD { U_ { 234 } } = { U_5 } = { U_ { 2345 } } = \ frac { { { Q_ { 234 } } } } { { { C_ { 234 } } } } = 6 \, V ; \, \, { Q_5 } = { C_5 } { U_5 } = { 30.10 ^ { 6 } } \, C USDVì C2345nt C1nênUSD { Q_ { 2345 } } = { Q_1 } = { Q_ { 12345 } } = { C_ { 2345 } }. { U_ { 2345 } } = { 36.10 ^ { 6 } } \, C ; \, { U_1 } = \ frac { { { Q_1 } } } { { { C_1 } } } = 18V $Vì C12345 / / C6nênUSD { U_ { 12345 } } = { U_6 } = { U_ { AB } } = \ frac { { { Q_ { 123456 } } } } { { { C_ { 123456 } } } } = 24V ; { Q_6 } = { C_6 } { U_6 } = { 120.10 ^ { 6 } } C $

DẠNG 3: Ghép các tụ điện đã tích điện

1. Phương pháp

Đối với những tụ điện đã được tích điện trường, thì những tác dụng về điện tích ( so với tụ không tích điện trước ) không vận dụng được .Ta giải bài toán này bằng cách dựa vào :Phương trình về hiệu điện thế :+ Mắc tiếp nối đuôi nhau :U = U1 + U2 + U3 ++ Mắc song song :U = U1 = U2 = U3 =Phương trình định luật bảo toàn điện tíchUSD { Q_1 } + { Q_2 } + + { Q_n } = Q { _1 } + Q. { _2 } + + Q { _n } { \ rm { = cons } } t USD

2. Ví dụ minh họa

Ví dụ 1:Một tụ điện nạp điện tới hiệu điện thế U1= 100 V được nối với với tụ điện thứ hai cùng điện dung nhưng được nạp điện tới hiệu điện thế U2= 200V. Tính hiệu điện thế giữa các bản của mỗi tụ điện trong hai trường hợp sau:

a ) Các bản tích điện cùng dấu nối với nhauA. USD Q { _1 } = Q { _2 } = 150C \ left ( C \ right ) ; { \ rm { } } U { _1 } = U { _2 } = 150 \ left ( V \ right ) USD .B. USD Q { _1 } = Q { _2 } = 300C \ left ( C \ right ) ; { \ rm { } } U { _1 } = U { _2 } = 300 \ left ( V \ right ) USDC. USD Q { _1 } = Q { _2 } = 200C \ left ( C \ right ) ; { \ rm { } } U { _1 } = U { _2 } = 200 \ left ( V \ right ) USD .D. USD Q { _1 } = Q { _2 } = 450C \ left ( C \ right ) ; { \ rm { } } U { _1 } = U { _2 } = 450 \ left ( V \ right ) USD .b ) Các bản tích điện trái dấu nối với nhauA. USD Q { _1 } = Q { _2 } = 50C \ left ( C \ right ) ; { \ rm { } } U { _1 } = U { _2 } = 50 \ left ( V \ right ) USD .B. USD Q { _1 } = Q { _2 } = 75C \ left ( C \ right ) ; { \ rm { } } U { _1 } = U { _2 } = 75 \ left ( V \ right ) USDC. USD Q { _1 } = Q { _2 } = 100C \ left ( C \ right ) ; { \ rm { } } U { _1 } = U { _2 } = 100 \ left ( V \ right ) USD .D. USD Q { _1 } = Q { _2 } = 25C \ left ( C \ right ) ; { \ rm { } } U { _1 } = U { _2 } = 25 \ left ( V \ right ) USD .

Lời giải

a ) Các bản tích điện cùng dấu nối với nhauĐiện tích của tụ C1và C2trước khi nối làUSD \ left \ { \ begin { array } { l } { Q_1 } = C { U_1 } = 100C \ left ( C \ right ) \ \ { Q_2 } = { C_2 } { U_2 } = 200C \ left ( C \ right ) \ end { array } \ right. $Khi nối những bản cùng dấu thì sẽ có sự phân bổ lại điện tích trên những bản, vận dụng định luật bảo toàn điện tích ta đượcUSD Q { _1 } + Q { _2 } = { Q_1 } + { Q_2 } = 300C \ left ( C \ right ) USDKhi nối những bản có điện tích cùng dấu vói nhau thì ta cũng cóUSD U { _1 } = U { _2 } \ Rightarrow \ frac { { Q { _1 } } } { { { C_1 } } } = \ frac { { Q { _2 } } } { { { C_2 } } } \ Rightarrow \ frac { { Q { _1 } } } { { Q { _2 } } } = \ frac { { { C_1 } } } { { { C_2 } } } = 1 USDTừ đó suy ra : $ \ left \ { \ begin { array } { l } Q { _1 } = 150C \ left ( C \ right ) \ \ Q { _2 } = 150C \ left ( C \ right ) \ end { array } \ right. \ Rightarrow U { _1 } = U { _2 } = \ frac { { 150C } } { C } = 150V $

Đáp án A

b ) Các bản tích điện trái dấu nối với nhauLàm tương tự như câu a ) chỉ khác là khi nối những bản trái dấu với nhau thì định luật bảo toàn điện tích là :USD Q { _1 } + Q { _2 } = { Q_2 } { Q_1 } = 100C \ left ( C \ right ) USDTa có : $ U { _1 } = U { _2 } \ Rightarrow \ frac { { Q { _1 } } } { { { C_1 } } } = \ frac { { Q { _2 } } } { { { C_2 } } } \ Rightarrow \ frac { { Q { _1 } } } { { Q { _2 } } } = \ frac { { { C_1 } } } { { { C_2 } } } = 1 USDTừ hai phương trình này ta suy ra được : $ \ left \ { \ begin { array } { l } Q { _1 } = 50C \ left ( C \ right ) \ \ Q { _2 } = 50C \ left ( C \ right ) \ end { array } \ right. \ Rightarrow U { _1 } = U { _2 } = 50V $

Đáp án A

STUDY TIP

2 bản tích điện nối với nhau thì ta cóUSD \ left \ { \ begin { array } { l } Q { _1 } + Q { _2 } = { Q_1 } + { Q_2 } \ \ U { _1 } = U { _2 } \ end { array } \ right. $2 bản tích điện nối với nhau thì ta cóUSD \ left \ { \ begin { array } { l } Q { _1 } + Q { _2 } = \ left | { { Q_1 } { Q_2 } } \ right | \ \ U { _1 } = U { _2 } \ end { array } \ right. $

DẠNG 4: Giới hạn hoạt động của tụ điện

1. Phương pháp

Nếu có một tụ điệnUSD \ left \ { \ begin { array } { l } E \ le { E_ { gh } } \ \ U = Ed \ end { array } \ right. \ Rightarrow U \ le { E_ { gh } }. d USDTừ đó ta suy raNếu có bộ tụ ghép với nhau, để tính hiệu điện thế giới hạn hoạt động giải trí của bộ tụ điện, ta làm như sau :+ Xác định Ugh, so với mỗi tụ .+ Dựa vào bộ tụ mắc tiếp nối đuôi nhau hay song song để suy ra tác dụng .

2. Ví dụ minh họa

Ví dụ 1:Hai bản của tụ điện phẳng có dạng hình tròn bán kính R = 60 cm, khoảng cách giữa 2 bản là 2 mm. Giữa 2 bản là không khí.

a ) Tính điện dung của tụ điện

A.5.10-9F.B.2,5.10-9F.C.7,5.10-9F.D.3,3.10-9F.

b ) Có thể tích cho tụ điện đó một điện tích lớn nhất là bao nhiêu để tụ điện không bị đánh thủng. Biết cường độ dòng điện lớn nhất mà không khí chịu được là 3.106 V / m. Hiệu điện thế lớn nhất giữa 2 bản tụ là bao nhiêu ?

A.${U_{max}} = {\rm{ }}6000V;{\rm{ }}{Q_{max}} = {\rm{ }}30nC$.B.${U_{max}} = {\rm{ }}6000V;{\rm{ }}{Q_{\max }} = {\rm{ }}30\mu C$

C.${U_{max}} = {\rm{ 3}}000V;{\rm{ }}{Q_{max}} = {\rm{ }}15nC$D.${U_{max}} = {\rm{ 3}}000V;{\rm{ }}{Q_{max}} = {\rm{ }}15\mu C$

Lời giải

a ) Điện dung của tụ điện được xác lập bởiUSD C = \ frac { { \ varepsilon S } } { { 4 \ pi kd } } = \ frac { { { { 1.60 } ^ 2 } { {. 10 } ^ { 4 } } \ pi } } { { 4 \ pi { {. 9.10 } ^ 9 } { {. 2.10 } ^ { 3 } } } } = { 5.10 ^ { 9 } } F $

Đáp án A

b ) Hiệu điện thế giới hạnUSD { U_ { \ max } } = { E_ { \ max } }. d = { 3.10 ^ 6 } {. 2.10 ^ { 3 } } = 6000V $Điện tích lớn nhất có thể tích được để tụ điện không bị đánh thủng làUSD { Q_ { \ max } } = C. { U_ { \ max } } = { 5.10 ^ { 9 } }. 6000 = 30 \ mu C USD

Đáp án B

STUDY TIP

Hiệu điện thế giới hạn ${U_{\max }} = {E_{\max }}.d$Điện tích lớn nhất tụ có thể tích được $ Q = C.U \ le C. { U_ { \ max } } \ Rightarrow { Q_ { \ max } } = C. { U_ { \ max } } $

Ví dụ 2:Ba tụ điện có điện dung ${C_1} = 0,002{\rm{ }}\mu F;{\rm{ }}{C_2} = 0,004{\rm{ }}\mu F;{\rm{ }}{C_3} = 0,006{\rm{ }}\mu F$ được mắc nối tiếp thành bộ. Hiệu điện thế đánh thủng của mỗi tụ điện là 4000V. Hỏi bộ tụ điện trên có thể chịu được hiệu điện thế U = 11000V không? Khi đó hiệu điện thế đặt trên mỗi tụ là bao nhiêu?

A. Không. U1 = 6000 V, U2 = 3000V, U3 = 2000V .B. Không. U1 = 3000 V, U2 = 3000V, U3 = 2000V .C. Không. U1 = 6000 V, U2 = 3000V, U3 = 3000V .D. Không. U1 = 3000 V, U2 = 2000V, U3 = 6000V .

Lời giải

Khi mắc 3 tụ tiếp nối đuôi nhau thìQ1 = Q2 = Q3 C1U1 = C2U2 = C3U3Vì C1 < C2 < C3 U1 > U2 > U3nên ta đượcUSD \ left \ { \ begin { array } { l } { U_2 } = \ frac { { { C_1 } { U_1 } } } { { { C_2 } } } = \ frac { 1 } { 2 } { U_1 } \ \ { U_3 } = \ frac { { { C_1 } { U_1 } } } { { { C_3 } } } = \ frac { 1 } { 3 } { U_1 } \ end { array } \ right. $Vì bộ tụ mắc tiếp nối đuôi nhau nên hiệu điện thế giữa hai đầu bộ tụ làU = U1 + U2 + U3Từ những phương trình trên, ta tính đượcUSD \ left \ { \ begin { array } { l } { U_1 } = \ frac { 6 } { { 11 } } U \ le 4000 \ \ { U_2 } = \ frac { 6 } { { 22 } } U \ le 4000 \ \ { U_3 } = \ frac { 6 } { { 33 } } U \ le 4000 \ end { array } \ right. \ Rightarrow \ left \ { \ begin { array } { l } U \ le \ frac { { 22000 } } { 3 } \ \ U \ le \ frac { { 44000 } } { 3 } \ \ U \ le 22000 \ end { array } \ right. $Ta thấy $ \ frac { { 22000 } } { 3 } $ là số nhỏ nhất trong ba số $ \ frac { { 22000 } } { 3 } $, $ \ frac { { 44000 } } { 3 } $, 22000 nên hiệu điện thế giới hạn của bộ tụ là $ \ frac { { 22000 } } { 3 } $ ( V ) .Vì $ \ frac { { 22000 } } { 3 } $ < 11000 nên bộ tụ không hề chịu được hiệu điện thế 11000 V và sẽ bị đánh thủng .Nếu U = 11000V và C1 : C2 : C3 = 1 : 2 : 3 thì khi đó hiệu điện thế trên mỗi tụ là U1 = 6000V, U2 = 3000V, U3 = 2000V

Đáp án A

Phân tích

Tính hiệu điện thế trên mỗi tụ theo hiệu điện thế của bộ tụSử dụng điều kiện kèm theo về hiệu điện thế giới hạn của từng tụSuy ra hiệu điện thế giới hạn của bộ tụ .

Ví dụ 3:Ba tụ điện có điện dung lần lượt là: ${C_1} = 1\mu F;\,{C_2} = 2\mu F;\,{C_3} = 3\mu F$ có thể chịu được các hiệu điện thế lớn nhất tương ứng là: 1000V; 200V; 500V. Đem các tụ điện này mắc thành bộ

a ) Với cách mắc nào thì bộ tụ điện hoàn toàn có thể chịu được hiệu điện thế lớn nhất .

A.C1nt C2nt C3B.C1//C2//C3C.[(C1nt C2) nt C3]D.[C1nt (C2//C3)]

b ) Tính điện dung của bộ tụ điện đó .

A.$\frac{5}{6}\mu F$B.$\frac{2}{3}\mu F$C.$6\mu F$D.$\frac{{11}}{3}\mu F$

Lời giải

a ) Với 3 tụ C1, C2, C3thì sẽ có 4 cách mắc

Cách 1:3 tụ này mắc nối tiếp với nhau

USD \ Rightarrow { Q_1 } = { Q_2 } = { Q_3 } \ Rightarrow { C_1 } { U_1 } = { C_2 } { U_2 } = { C_3 } { U_3 } $Mà ta có : USD { U_1 } + { U_2 } + { U_3 } = U \ Rightarrow { U_1 } + \ frac { { { C_1 } { U_1 } } } { { { C_2 } } } + \ frac { { { C_1 } { U_1 } } } { { { C_3 } } } = U $Từ đó ta được : $ \ left \ { \ begin { array } { l } { U_1 } = \ frac { U } { { 1 + \ frac { { { C_1 } } } { { { C_2 } } } + \ frac { { { C_1 } } } { { { C_3 } } } } } = \ frac { 6 } { { 11 } } U \ le 1000 \ Rightarrow U \ le \ frac { { 5500 } } { 3 } V \ \ { U_2 } = \ frac { { { C_1 } } } { { { C_2 } } }. { U_1 } = \ frac { 6 } { { 22 } } U \ le 220 \ Rightarrow U \ le \ frac { { 2200 } } { 3 } V \ \ { U_3 } = \ frac { { { U_1 } { C_1 } } } { { { C_3 } } } = \ frac { 6 } { { 33 } } U \ Rightarrow U \ le 2750V \ end { array } \ right. $Vì $ \ frac { { 2200 } } { 3 } $ là số nhỏ nhất nên hiệu điện thế giới hạn trong trường hợp này là $ \ frac { { 2200 } } { 3 } $ V

Cách 2:Mắc 3 tụ này song song với nhau, nên ta có:

U1 = U2 = U3 = UVì U1 1000V, U2 200V, U3 500V nên hiệu điện thế giới hạn của bộ tụ là 200V

Cách 3:[(C1// C2) nt C3]

Ta được : U1 = U2 $ \ Rightarrow { U_ { g { h_ { 12 } } } } = 200V $ và Q12 = Q3Ta có : $ \ left \ { \ begin { array } { l } { U_ { 12 } } + { U_3 } = U \ \ \ left ( { { C_1 } + { C_2 } } \ right ) { U_ { 12 } } = { C_3 } { U_3 } \ end { array } \ right. \ Rightarrow { U_ { 12 } } + \ frac { { \ left ( { { C_1 } + { C_2 } } \ right ) { U_ { 12 } } } } { { { C_3 } } } = U $Thay số USD { C_1 } = 1 \ mu F ; \, { C_2 } = 2 \ mu F ; \, { C_3 } = 3 \ mu F $ ta đượcUSD 2 { U_ { 12 } } = U \ Rightarrow { U_ { 12 } } = 0,5 U \ le 200V \ Rightarrow U \ le 400V $Mà $ { U_3 } = \ frac { { \ left ( { { C_1 } + { C_2 } } \ right ) 0,5 U } } { { { C_3 } } } = 0,5 U \ le 500V \ Rightarrow U \ le 1000V $Vậy trường hợp này hiệu điện thế giới hạn của bộ là 400V

Cách 4:[C1nt (C2//C3)]

Ta được : U1 = U2 $ = { U_ { g { h_ { 23 } } } } = 200V $ và Q1 = Q23 $ \ Rightarrow { C_1 } { U_1 } = \ left ( { { C_2 } + { C_3 } } \ right ) { U_ { 23 } } $Mà U1 + U23 = UUSD \ Rightarrow { U_1 } + \ frac { { { C_1 } { U_1 } } } { { { C_2 } + { C_3 } } } = U \ Rightarrow { U_1 } = \ frac { { \ left ( { { C_2 } + { C_3 } } \ right ) U } } { { { C_1 } + { C_2 } + { C_3 } } } = \ frac { { 5U } } { 6 } \ le 1000 \ Rightarrow U \ le 1200V $Và $ { U_ { 23 } } = \ frac { { { C_1 }. \ frac { 5 } { 6 } U } } { { { C_2 } + { C_3 } } } = \ frac { U } { 6 } \ le 200 \ Rightarrow U \ le 1200V $Vậy trường hợp này hiệu điện thế giới hạn của bộ là 1200VSo sánh cả 4 cách ta thấy rằng cách 4 cho hiệu điện số lượng giới hạn của bộ tụ là lớn nhất và Ugh = 1200V

Đáp án D

b ) Điện dung của bộ tụ : USD C = \ frac { { { C_1 } \ left ( { { C_2 } + { C_3 } } \ right ) } } { { { C_1 } + { C_2 } + { C_3 } } } = \ frac { 5 } { 6 } \ mu F USD

Đáp án A

Phân tích

Với 3 tụ điện thì ta có 4 cách mắc. Ta sẽ xét 4 trường hợp và tính hiệu điện thế giới hạn của 4 bộ tụ và so sánh. Với mỗi cách ta đều làm theo các bước:+ Tính hiệu điện thế trên mỗi tụ theo hiệu điện thế của bộ tụ+ Sử dụng điều kiện kèm theo về hiệu điện thế giới hạn của từng tụ+ Suy ra hiệu điện thế giới hạn của bộ tụ .

STUDY TIP

Nếu mạch gồm các tụ điện mắc song song thìhiệu điện thế giới hạn của bộ tụlà hiệu điện thế giới hạn của tụ điện có hiệu điện thế giới hạn nhỏ nhất.

DẠNG 5: Năng lượng của tụ điện

1. Phương pháp

Năng lượng của tụ điệnNăng lượng của bộ tụ bằng tổng năng lượng của những tụUSD { \ rm { W } } = \ sum \ limits_i ^ n { { { \ rm { W } } _i } } = { { \ rm { W } } _1 } + { { \ rm { W } } _2 } + { { \ rm { W } } _3 } + + { { \ rm { W } } _n } $Mật độ nguồn năng lượng điện trường trong tụ điện phẳngUSD { \ rm { w } } = \ frac { { \ rm { W } } } { V } = \ frac { { \ varepsilon { E ^ 2 } } } { { 8 \ pi k } } $

2. Ví dụ minh họa

Ví dụ 1:Tụ điện phẳng gồm hai bản tụ hình vuông cạnh a = 20cm đặt cách nhau 1 cm. Chất điện môi giữa hai bản là thủy tinh có $\varepsilon = 6$. Hiệu điện thế giữa hai bản U = 50V.

a ) Tính điện dung của tụ điện

A.212 pFB.106 pFC.$212\mu F$D.$106\mu F$

b ) Tính điện tích của tụ điện

A.$2,{12.10^{ 8}}C$B.$1,{06.10^{ 8}}C$C.$1,{59.10^{ 8}}C$D.$0,{53.10^{ 8}}C$

c ) Tính năng lượng của tụ điện, tụ điện có dùng để làm nguồn điện được không ?

A.133 nJ. Không thểB.177,3 nJ. Không thểC.266 nJ. Không thểD.332,5 nJ. Không thể

Lời giải

a ) Điện dung của tụ điệnUSD C = \ frac { { \ varepsilon S } } { { 4 \ pi kd } } = \ frac { { { { 6.20 } ^ 2 } { {. 10 } ^ { 4 } } } } { { 4 \ pi { {. 9.10 } ^ 9 } { {. 10 } ^ { 2 } } } } = 212 \, pF USD

Đáp án A

b ) Điện tích của tụ điện : USD Q = CU = 1, { 06.10 ^ { 8 } } C $

Đáp án B

c ) Năng lượng của tụ điện $ { \ rm { W } } = \ frac { { { Q ^ 2 } } } { { 2C } } = 266 \ left ( { nJ } \ right ) USDTụ có nguồn năng lượng rất nhỏ nên không hề dùng để làm nguồn điện được .

Đáp án C

STUDY TIP

Năng lượng của tụ điện ${\rm{W}} = \frac{{{Q^2}}}{{2C}} = \frac{{QU}}{2} = \frac{{C{U^2}}}{2}$

Ví dụ 2: Một tụ điện có điện dung C = 2 pF được tích điện, điện tích của tụ là 10-3C. Nối tụ điện đó vào bộ ắc quy có suất điện động E = 50V. Bản tích điện dương nối với cực dương. Hỏi khi đó năng lượng của bộ ác qui tăng lên hay giảm đi? Tăng hay giảm bao nhiêu?

A.Giảm 0,4975JB.Tăng 0,4975JC.Giảm 0,5JD.Tăng 0,5J

Lời giải

Năng lượng của tụ điện trước khi nối với ắc quy là $ { \ rm { W } } = \ frac { { { Q ^ 2 } } } { { 2C } } = 0,5 \, J $Sau khi nối với ắc quy, ta có U = E nên nguồn năng lượng của tụ điện lúc này là $ { \ rm { W } } = \ frac { { C { E ^ 2 } } } { 2 } = 2, { 5.10 ^ { 3 } } \, J $Ta có : USD \ Delta { \ rm { W } } = { \ rm { W } } { \ rm { W } } = 0,4975 J < 0 USD, vậy khi đó nguồn năng lượng của bộ ắc quy giảm đi .

Đáp án A

Phân tích

Tính năng lượng tụ trước khi nốiTính năng lượng của tụ sau khi nối, chú ý quan tâm sau khi nối tụ với ắc quy thì ta có U = ESo sánh hai hiệu quả vừa tìm được

Ví dụ 3:Một tụ điện phẳng mà điện môi có $\varepsilon = 2$ mắc vào nguồn điện có hiệu điện thế U = 100 V; khoảng cách giữa 2 bản là d = 0,5 cm; diện tích một bản là 25cm2.

a ) Tính tỷ lệ nguồn năng lượng điện trường trong tụ

A.7,06.10-3(J/m3).B.3,53.10-3(J/m3).

C.4,236.10-3(J/m3).D.l,765.10-3(J/m3).

b ) Sau khi ngắt tụ ra khỏi nguồn, điện tích của tụ điện phóng qua lớp điện môi giữa 2 bản tụ đến lúc điện tích của tụ bằng không. Tính nhiệt lượng tỏa ra ở điện môi .

A.2nJ.B.4nJ.C.6nJ.D.8nJ.

Lời giải

a ) Mật độ nguồn năng lượng điện trường trong tụUSD { \ rm { w } } = \ frac { { \ varepsilon { E ^ 2 } } } { { 8 \ pi k } } = \ frac { { 2 { { \ left ( { \ frac { { 100 } } { { 0, { { 5.10 } ^ { 2 } } } } } \ right ) } ^ 2 } } } { { 8 \ pi { {. 9.10 } ^ 9 } } } = 3, { 53.10 ^ { 3 } } $

Đáp án B

b ) Nhiệt lượng tỏa ra ở điện môi chính là nguồn năng lượng của tụUSD { \ rm { W } } = \ frac { { C { U ^ 2 } } } { 2 } = \ frac { { \ varepsilon S } } { { 8 \ pi kd } } { U ^ 2 } = \ frac { { 2, { { 25.10 } ^ { 4 } } } } { { 8 \ pi { {. 9.10 } ^ 9 }. 0, { { 5.10 } ^ { 2 } } } } {. 100 ^ 2 } = 2 nJ USD

Đáp án A

Ví dụ 4:Có 2 tụ điện, tụ điện 1 có điện dung ${C_1} = 1{\rm{ }}\mu F$ tích điện đến hiệu điện thế U1= 100V; tụ điện 2 có điện dung ${C_2} = 2{\rm{ }}\mu F$ tích điện đến hiệu điện thế U2= 200V. Nối các bản tích điện cùng dấu với nhau. Tính nhiệt lượng toả ra sau khi nối các bản?

A.$\frac{1}{{150}}J$B.$\frac{1}{{450}}J$C.$\frac{1}{{300}}J$D.$\frac{1}{{600}}J$

Lời giải

Điện tích của tụ C1và C2trước khi nối là $ \ left \ { \ begin { array } { l } { Q_1 } = { C_1 } { U_1 } = { 10 ^ { 4 } } C \ \ { Q_2 } = { C_2 } { U_2 } = { 4.10 ^ { 4 } } C \ end { array } \ right. $Khi nối những bản cùng dấu thì sẽ có sự phân bổ lại điện tích trên những bản, vận dụng định luật bảo toàn điện tích ta đượcUSD Q { _1 } + Q { _2 } = { Q_1 } + { Q_2 } = { 5.10 ^ { 4 } } C $Hơn nữa, khi nối như vậy thì ta có $ U { _1 } = U { _2 } $USD \ begin { array } { l } \ Rightarrow \ frac { { Q { _1 } } } { { { C_1 } } } = \ frac { { Q { _2 } } } { { { C_2 } } } \ Rightarrow \ frac { { Q { _1 } } } { { Q { _2 } } } = \ frac { { { C_1 } } } { { { C_2 } } } = \ frac { 1 } { 2 } \ \ \ Rightarrow \ left \ { \ begin { array } { l } Q { _1 } = \ frac { 5 } { 3 } {. 10 ^ { 4 } } C \ \ Q { _2 } = \ frac { { 10 } } { 3 } {. 10 ^ { 4 } } C \ end { array } \ right. \ Rightarrow U { _1 } = U { _2 } = \ frac { { Q { _1 } } } { { { C_1 } } } = \ frac { { 500 } } { 3 } V \ end { array } $Nhiệt lượng tỏa ra sau khi nối những bản là :USD \ Delta { \ rm { W } } = { W_ { truoc } } { W_ { sau } } = \ frac { 1 } { 2 } \ left ( { { C_1 } U_1 ^ 2 + { C_2 } U_2 ^ 2 } \ right ) \ frac { 1 } { 2 } \ left ( { { C_1 } + { C_2 } } \ right ) U_1 ^ 2 = \ frac { 1 } { { 300 } } J $

Đáp án A

Phân tích

Tính năng lượng lúc trướcTính hiệu điện thế giữa hai đầu của những bản tụ lúc sau theo Dạng 3 đã trình diễn ở phần trên .Tính năng lượng lúc sauĐộ chênh lệch giữa nguồn năng lượng lúc trước và sau khi nối là nhiệt lượng tỏa ra

Ví dụ 5:Một bộ tụ gồm 5 tụ điện giống hệt nhau nối tiếp mỗi tụ có $C = 10\mu F$ được nối vào hiệu điện thế 100 V

a ) Hỏi nguồn năng lượng của bộ đổi khác ra làm sao nếu 1 tụ bị đánh thủng

A.Tăng thêm 2,5.10-3JB.Giảm đi 2,5.10-3J

C.Tăng thêm 5.10-3JD.Giảm đi 5.10-3J

b ) Khi tụ trên bị đánh thủng thì nguồn năng lượng của bộ tụ bị tiêu tốn do phóng điện. Tìm nguồn năng lượng tiêu tốn đó .

A.5mJ.B.10mJ.C.0mJ.D.15mJ.

Lời giải

a ) Vì 5 tụ giống nhau mắc tiếp nối đuôi nhau, nên bắt đầu ta có $ { C_1 } = \ frac { { { C_b } } } { 5 } = 2 \ mu F USDLúc sau mất đi một tụ, ta có $ { C_2 } = \ frac { { { C_b } } } { 4 } = 2,5 \ mu F USDĐộ chênh lệch nguồn năng lượng lúc trước và sau làUSD \ Delta { \ rm { W } } = { W_2 } { W_1 } = \ frac { 1 } { 2 } \ left ( { { C_2 } { C_1 } } \ right ) U_ { } ^ 2 = 2, { 5.10 ^ { 3 } } J > 0J $ .Vậy nguồn năng lượng của bộ tụ tăng thêm 2,5. 10-3 J khi 1 tụ bị đánh thủng

Đáp án A

b ) Ta làm cho trường hợp tổng quát gồm n tụ và có 1 tụ bị đánh thủng+ Trước khi tụ điện bị đánh thủng, điện tích của bộ tụ điện là : $ { q_1 } = \ frac { { CU } } { n } $+ Sau khi tụ điện bị đánh thủng thì $ { q_2 } = \ frac { { CU } } { { n 1 } } $+ Điện tích của bộ tụ điện tăng lên 1 lượng $ \ Delta q = { q_2 } { q_1 } = \ frac { { CU } } { { n \ left ( { n 1 } \ right ) } } $+ Năng lượng của tụ điện tăng lên do nguồn điện đã thực thi công để đưa thêm điện tích tới tụ điện $ \ Rightarrow A = \ Delta qU = \ frac { { C { U ^ 2 } } } { { n \ left ( { n 1 } \ right ) } } $+ Gọi nguồn năng lượng tiêu tốn do sự đánh thủng là W, theo định luật bảo toàn nguồn năng lượng, ta được :USD { \ rm { W } } = A \ Delta { \ rm { W } } = \ frac { { C { U ^ 2 } } } { { 2 n \ left ( { n 1 } \ right ) } } $+ Áp dụng vào bài toán trên và thay n = 5 ta được W = 5.10 – 3J

Đáp án B.

Ví dụ 6:Một tụ điện phẳng điện dung $C = {\rm{ }}0,12{\rm{ }}\mu F$ có lớp điện môi dày 0,2 mm có hằng số điện môi $\varepsilon = 5$. Tụ được đặt dưới một hiệu điện thế U = 100 V.

a ) Tính diện tích quy hoạnh những bản của tụ điện, điện tích và nguồn năng lượng của tụ .

A.$S = 0,45{m^2};{\rm{ }}Q = 12\mu C;{\rm{ }}W = 0,6mJ$ .

B.$S = 0,54{m^2};{\rm{ }}Q = 9\mu C;{\rm{ }}W = 0,45mJ$

C.$S = 0,54{m^2};{\rm{ }}Q = 12\mu C;{\rm{ }}W = 0,6mJ$.

D.$S = 0,45{m^2};{\rm{ }}Q = 9\mu C;{\rm{ }}W = 0,45mJ$.

b ) Sau khi được tích điện, ngắt tụ khỏi nguồn rồi mắc vào hai bản của tụ điện $ { C_1 } = 0,15 { \ rm { } } \ mu F $ chưa được tích điện. Năng lượng của bộ tụ là ?

A.0,27mJ.B.0,36mJ.C.0,54mJ.D.0,18mJ.

Lời giải

a ) Diện tích những bản của tụ điệnUSD C = \ frac { { \ varepsilon S } } { { 4 \ pi kd } } \ Rightarrow S = \ frac { { 4 \ pi kdC } } { \ varepsilon } = \ frac { { 4 \ pi { {. 9.10 } ^ 9 }. 0, { { 2.10 } ^ { 3 } }. 0, { { 12.10 } ^ { 6 } } } } { 5 } = 0,54 \, { m ^ 2 } $Điện tích của tụ USD Q = CU = 12 \ mu C USDNăng lượng của tụ : $ { \ rm { W } } = \ frac { { C { U ^ 2 } } } { 2 } = 0,6 mJ USD

Đáp án C.

b ) Khi ngắt tụ khỏi nguồn thì điện tích Q = 12 μC không đổi nên tụ mới được mắc song song với tụ khởi đầu .Áp dụng định luật bảo toàn điện tích ta được Q1 + Q2 = Q = 12 μCVì 2 tụ được mắc song song nênUSD { U_ { AB } } = { U_1 } = { U_2 } = \ frac { { { Q_1 } } } { C } = \ frac { { { Q_2 } } } { { { C_1 } } } \ Rightarrow \ frac { { { Q_1 } } } { { { Q_2 } } } = \ frac { C } { { { C_1 } } } = \ frac { 4 } { 5 } $USD \ left \ { \ begin { array } { l } { Q_1 } = \ frac { { 16 } } { 3 } \ mu C \ \ { Q_2 } = \ frac { { 20 } } { 3 } \ mu C \ end { array } \ right. \ Rightarrow { U_ { AB } } = \ frac { { { Q_1 } } } { C } = 44,4 V $Năng lượng của bộ tụ làUSD { \ rm { W } } = \ frac { 1 } { 2 } \ left ( { C + { C_1 } } \ right ) U_ { AB } ^ 2 = 0,27 mJ USD

Đáp án A.

STUDY TIP

Năng lượng của tụ điện ${\rm{W}} = \frac{{{Q^2}}}{{2C}} = \frac{{QU}}{2} = \frac{{C{U^2}}}{2}$

Ví dụ 7:Một tụ điện 6 μF được tích điện dưới một hiệu điện thế 12V.

a ) Tính điện tích của mỗi bản tụ .A. Điện tích bản dương là 60 μC, bản âm là – 60 μCB. Điện tích bản dương là 72 μC, bản âm là – 72 μC .C. Điện tích bản dương là 48 μC, bản âm là – 48 μC .D. Điện tích bản dương là 56 μC, bản âm là – 56 μC .b ) Hỏi tụ điện tích lũy một nguồn năng lượng cực lớn là bao nhiêu ?A. 8,64. 10-4 J. B. 5,76. 10-4 J. c. 4,32. 10-4 J. D. 6,48. 10-4 J .c ) Tính công trung bình mà nguồn điện thực thi để đưa 1 e từ bản mang điện tích dương đến bản mang điện tích âm ?A. 9,6. 1-19 J. B. 19,2. 10-19 J. c. 38,4. 10-19 J. D. 4,8. 10-19 J .

Lời giải

a ) Điện tích của tụQ. = CU = 6.10 – 6.12 = 72 μCĐiện tích bản dương là 72 μC, bản âm là – 72 μC

Đáp án B.

b ) Năng lượng mà tụ tích đượcUSD { \ rm { W } } = \ frac { { C { U ^ 2 } } } { 2 } = 4, { 32.10 ^ { 4 } } J $

Đáp án C.

c ) Công trung bình mà nguồn điện triển khai để đưa 1 e từ bản mang điện tích dương đến bản mang điện tích âm xác lập bởiUSD A = \ frac { { qU } } { 2 } = \ left | e \ right | \ frac { U } { 2 } = 9, { 6.10 ^ { 19 } } J $

Đáp án A.

Ví dụ 8:Hai bản của một tụ điện phẳng (diện tích mỗi bản là 200 cm2) được nhúng trong dầu có hằng số điện môi 2,2 và được mắc vào nguồn điện có hđt là 200 V. Tính công cần thiết để giảm khoảng cách giữa 2 bản từ 5 cm đến 1 cm (sau khi cắt tụ ra khỏi nguồn)

A.1,2.10-7J.B.2,4.10-7J.C.3,6.10-7J.D.0,6.10-7J.

Lời giải

+ Điện tích của tụ là

$Q = \frac{{\varepsilon S}}{{4\pi k{d_1}}}.U = \frac{{2,{{2.200.10}^{ 4}}.200}}{{4\pi {{.9.10}^{ 9}}.0,05}} = 1,{556.10^{ 9}}C$

Xem thêm: Bán Linh Kiện Điện Tử Giá Rẻ Nhất Tại Tphcm

+ Sau khi ngắt tụ ra khỏi nguồn và giảm khoảng cách 2 bản từ 5 xuống 1 thì Q. không đổi và C tăng lên 5 lần. Do đó ta có : $ U = \ frac { U } { 5 } = 40V $+ Công thiết yếu để giảm khoảng cách giữa 2 bản làUSD A = Q \ frac { { \ Delta U } } { 2 } = 1, { 2.10 ^ { 7 } } J $

Đáp án A.

Ví dụ 9:Tại 4 đỉnh của một hình vuông LMNP có 4 điện tích điểm qL= qM= q = 4.10-8C; qN=qP= -q. Đường chéo của hình vuông có độ dài a = 20 cm.

Hãy xác lập :a ) Điện thế tại tâm hình vuông vắn ?

A.0B.-1800 VC.1800 VD.800 V

b ) Điện thế tại đỉnh L của hình vuông vắn ?

A.0B.-1800 VC.1800 VD.800 V

c ) Công tối thiểu để đưa q từ L O

A.7,2.10-5JB.3,6.10-5JC.-7,2.10-5JD.-3,6.10-5J

Lời giải

a ) Vì 2 điện tích ở 2 đỉnh đối lập trái dấu nhau nên ta được điện thế ở tâm của hình vuông vắn là 0 V

Đáp án A.

b ) Điện thế tại đỉnh L của hình vuông vắn là :USD { V_L } = k \ left ( { \ frac { { { q_M } } } { { LM } } + \ frac { { { q_N } } } { { LN } } + \ frac { { { q_P } } } { { LP } } } \ right ) = { 9.10 ^ 9 }. \ frac { { { { 4.10 } ^ { 8 } } } } { { 0,2 } } = 1800V $

Đáp án B.

c ) + Công của lực điện làUSD A = { q_L }. \ left ( { { V_L } { V_O } } \ right ) = 7, { 2.10 ^ { 5 } } J $+ Công tối thiểu để đưa q từ L đến O là :A = A = 7,2. 105 J

Đáp án A.

Ví dụ 10:Hai điện tích q1= 6,67.10-9C và q2= 13,35.10-9C nằm trong không khí cách nhau 40 cm. Tính công cần thiết để đưa hệ điện tích trên lại gần nhau và cách nhau 25 cm

A.-1,2.10-6J.B.1,2.10-6J.C.2,4.10-6J.D.-2,4.10-6J.

Lời giải

+ Gọi B và C lần lượt là vị trí cách 40 cm và 25 cm, khi đó điện thế tại B và C do q1gây ra làUSD { V_ { 1B } } = \ frac { { k { q_1 } } } { { { r_1 } } } = \ frac { { { { 9.10 } ^ 9 }. 6, { { 67.10 } ^ { 9 } } } } { { 0,4 } } = 150,075 V $USD { V_ { 1C } } = \ frac { { k { q_1 } } } { { { r_2 } } } = \ frac { { { { 9.10 } ^ 9 }. 6, { { 67.10 } ^ { 9 } } } } { { 0,25 } } = 240,12 V $+ Giả sử q1là 1 điểm cố định và thắt chặt và vận động và di chuyển q2từ B đến C. Công thiết yếu để đưa hệ điện tích trên lại gần nhau làUSD A = { q_2 }. \ left ( { { V_ { 1B } } { V_ { 1C } } } \ right ) = 1, { 2.10 ^ { 6 } } J $

Đáp án B.

DẠNG 6: Điện tích đặt trong điện trường của tụ điện

Ví dụ 1:Hiệu điện thế giữa 2 bản của một tụ điện phẳng là U = 300 V. Một hạt bụi nằm cân bằng giữa 2 bản của tụ điện và cách bản dưới của tụ d1= 0,8 cm. Hỏi sau bao lâu hạt bụi sẽ rơi xuống bản dưới của tụ nếu hiệu điện thế giữa 2 bản giảm đi 60 V?

A.0,09 s.B.0,12 s.C.0,06 s.D.0,045 s.

Lời giải

Để hạt bụi nằm cân đối trong điện trường thì trọng tải bằng lực điệnUSD P = F \ Leftrightarrow mg = qE \ Leftrightarrow mg = q \ frac { U } { d } \ Rightarrow \ frac { q } { m } = \ frac { { gd } } { U } = 2, { 67.10 ^ { 4 } } $Khi U giảm đi 60V thì U = U 60 = 240V thì theo định luật II Newton, ta cóUSD P F = ma \ Rightarrow mg q \ frac { { U } } { d } = ma \ Rightarrow a = g \ frac { { qU } } { { md } } $Khi hạt bụi rơi chạm bản dưới thì quãng đường đi được làUSD s = { d_1 } = \ frac { { a { t ^ 2 } } } { 2 } $USD \ Rightarrow t = \ sqrt { \ frac { { 2 { d_1 } } } { { g \ frac { { qU } } { { md } } } } } = \ sqrt { \ frac { { 2 { d_1 } } } { { g \ frac { { qU } } { { md } } } } } = \ sqrt { \ frac { { 2.0, { { 8.10 } ^ { 2 } } } } { { 10 2, { { 67.10 } ^ { 4 } }. \ frac { { 240 } } { { 0, { { 8.10 } ^ { 2 } } } } } } } = 0,09 s USD

Đáp án A.

Phân tích

Muốn hạt bụi nằm cân bằng thì lực điện tác dụng lên hạt bụi phải bằng trọng lượng của hạt bụi.Khi hiệu điện thế giảm đi 60 V thì hạt bụi sẽ không cân đối nữa mà chuyên động với tần suất a được xác lập trải qua định luật II Newton .Tính thời hạn rơi bằng cách dùng công thức về hoạt động đổi khác đềuUSD s = { d_1 } = \ frac { { a { t ^ 2 } } } { 2 } $

BÀI TẬP RÈN LUYỆN KĨ NĂNG

Câu 1:Phát biểu nào sau đây làkhôngđúng?

A.Tụ điện là một hệ hai vật dẫn đặt gần nhau nhưng không tiếp xúc với nhau. Mỗi vật đó gọi là một bản tụ.

B.Tụ điện phẳng là tụ điện có hai bản tụ là hai tấm kim loại có kích thước lớn đặt đối diện với nhau.

C.Điện dung của tụ điện là đại lượng đặc trưng cho khả năng tích điện của tụ điện và được đo bằng thương số giữa điện tích của tụ và hiệu điện thế giữa hai bản tụ.

D.Hiệu điện thế giới hạn là hiệu điện thế lớn nhất đặt vào hai bản tụ điện mà lớp điện môi của tụ điện đã bị đánh thủng.

Câu 2:Điện dung của tụ điện không phụ thuộc vào:

A.Hình dạng, kích thước của hai bản tụ.

B.Khoảng cách giữa hai bản tụ.

C.Bản chất của hai bản tụ.

D.Chất điện môi giữa hai bản tụ.

Câu 3:Một tụ điện phẳng gồm hai bản tụ có diện tích phần đối diện là S, khoảng cách giữa hai bản tụ là d, lớp điện môi có hằng số điện môi 8, điện dung được tính theo công thức:

A.$C = \frac{{\varepsilon S}}{{{{9.10}^9}.2\pi d}}$B.$C = \frac{{\varepsilon S}}{{{{9.10}^9}.4\pi d}}$C.$C = \frac{{{{9.10}^9}.S}}{{\varepsilon .4\pi d}}$D.$C = \frac{{{{9.10}^9}.\varepsilon S}}{{4\pi d}}$

Câu 4:Một tụ điện phẳng, giữ nguyên diện tích đối diện giữa hai bản tụ, tăng khoảng cách giữa hai bản tụ lên hai lần thì

A.Điện dung của tụ điện không thay đổi.

B.Điện dung của tụ điện tăng lên hai lần.

C.Điện dung của tụ điện giảm đi hai lần.

D.Điện dung của tụ điện tăng lên bốn lần.

Câu 5:Bốn tụ điện giống nhau có điện dung C được ghép nối tiếp với nhau thành một bộ tụ điện. Điện dung của bộ tụ điện đó là:

A.${C_b} = 4C$B.${C_b} = \frac{C}{4}$.C.${C_b} = 2C$D.${C_b} = \frac{C}{2}$

Câu 6:Bốn tụ điện giống nhau có điện dung C được ghép song song với nhau thành một bộ tụ điện. Điện dung của bộ tụ điện đó là:

A.${C_b} = 4C$B.${C_b} = \frac{C}{4}$.C.${C_b} = 2C$D.${C_b} = \frac{C}{2}$

Câu 7:Một tụ điện có điện dung 500 (pF) được mắc vào hiệu điện thế 100 (V). Điện tích của tụ điện là:

A.q = 5.104(μC).B.q = 5.104(nC).C.q = 5.10-2(μC).D.q = 5.10-4(C).

Câu 8:Một tụ điện phẳng gồm hai bản có dạng hình tròn bán kính 3 (cm), đặt cách nhau 2 (cm) trong không khí. Điện dung của tụ điện đó là:

A.C = 1,25 (pF).B.C = 1,25 (nF).C.C = 1,25 ($\mu $F)D.C = 1,25 (F).

Câu 9:Một tụ điện phẳng gồm hai bản có dạng hình tròn bán kính 5 (cm), đặt cách nhau 2 (cm) trong không khí. Điện trường đánh thủng đối với không khí là 3.105(V/m). Hiệu điện thế lớn nhất có thể đặt vào hai bản cực của tụ điện là:

A.Umax= 3000 (V).B.Umax= 6000 (V).C.Umax= 15.103(V).D.Umax= 6.105(V).

Câu 10:Một tụ điện phẳng được mắc vào hai cực của một nguồn điện có hiệu điện thế 50 (V). Ngắt tụ điện ra khỏi nguồn rồi kéo cho khoảng cách giữa hai bản tụ tăng gấp hai lần thì

A.Điện dung của tụ điện không thay đổi.

B.Điện dung của tụ điện tăng lên hai lần.

C.Điện dung của tụ điện giảm đi hai lần.

D.Điện dung của tụ điện tăng lên bốn lần.

Câu 11:Một tụ điện phẳng được mắc vào hai cực của một nguồn điện có hiệu điện thế 50 (V). Ngắt tụ điện ra khỏi nguồn rồi kéo cho khoảng cách giữa hai bản tụ tăng gấp hai lần thì

A.Điện tích của tụ điện không thay đổi.

B.Điện tích của tụ điện tăng lên hai lần.

C.Điện tích của tụ điện giảm đi hai lần.

D.Điện tích của tụ điện tăng lên bốn lần.

Câu 12:Một tụ điện phẳng được mắc vào hai cực của một nguồn điện có hiệu điện thế 50 (V). Ngắt tụ điện ra khỏi nguồn rồi kéo cho khoảng cách giữa hai bản tụ tăng gấp hai lần thì hiệu điện thế giữa hai bản tụ có giá trị là:

A.U = 50 (V).B.U = 100 (V).C.U = 150(V).D.U = 200 (V).

Câu 13:Hai tụ điện có điện dung C1= 0,4 (μF), C2= 0,6 (μF) ghép song song với nhau. Mắc bộ tụ điện đó vào nguồn điện có hiệu điện thế U < 60 (V) thì một trong hai tụ điện đó có điện tích bằng 3.10-5(C). Hiệu điện thế của nguồn điện là:

A.U = 75 (V).B.U = 50 (V).C.U = 7,5.10-5(V).D.U = 5.10-4(V).

Câu 14:Bộ tụ điện gồm ba tụ điện: C1= 10 (μF), C2= 15 (μF), C3= 30 (μF) mắc nối tiếp với nhau. Điện dung của bộ tụ điện là:

A.Cb= 5(μF).B.Cb= 10(μF)C.Cb= 15(μF)D.Cb= 55(μF)

Câu 15:Bộ tụ điện gồm ba tụ điện: C1= 10 (μF), C2= 15 (μF), C3= 30 (μF) mắc song song với nhau. Điện dung của bộ tụ điện là:

A.Cb= 5(μF).B.Cb= 10(μF)C.Cb= 15(μF)D.Cb= 55(μF)

Câu 16:Bộ tụ điện gồm hai tụ điện: C1= 20 (μF), C2= 30 (μF) mắc nối tiếp với nhau, rồi mắc vào hai cực của nguồn điện có hiệu điện thế U = 60 (V). Điện tích của bộ tụ điện là:

A.Qb= 3.10-3(C).B.Qb= 1,2.10-3(C).C.Qb= 1,8.10-3(C).D.Qb= 7,2.10-4(C).

Câu 17:Bộ tụ điện gồm hai tụ điện: C1= 20 (μF), C2= 30 (μF) mắc nối tiếp với nhau, rồi mắc vào hai cực của nguồn điện có hiệu điện thế U = 60 (V). Điện tích của mỗi tụ điện là:

A.Q1= 3.10-3(C) và Q2= 3.10-3(C).

B.Q1= 1,2.10-3(C) và Q2= 1,8.10-3(C).

C.Q1= 1,8.10-3(C) và Q2= 1,2.10-3(C).

D.Q1= 7,2.10-4(C) và Q2= 7,2.10-4(C).

Câu 18:Bộ tụ điện gồm hai tụ điện: C1= 20 (μF), C2= 30 (μF) mắc nối tiếp với nhau, rồi mắc vào hai cực của nguồn điện có hiệu điện thế U = 60 (V). Hiệu điện thế trên mỗi tụ điện là:

A.U1= 60 (V) và U2= 60 (V).

B.U1= 15 (V) và U2= 45 (V).

C.U1= 36 (V) và U2= 24 (V).

D.U1= 30 (V) và U2= 30 (V).

Câu 19:Bộ tụ điện gồm hai tụ điện: C1= 20 (μF), C2= 30 (μF) mắc song song với nhau, rồi mắc vào hai cực của nguồn điện có hiệu điện thế U = 60 (V). Hiệu điện thế trên mỗi tụ điện là:

A.U1= 60 (V) và U2= 60 (V).

B.U1= 15 (V) và U2= 45 (V).

C.U1= 45 (V) và U2= 15 (V).

D.U1= 30 (V) và U2=30 (V).

Câu 20:Bộ tụ điện gồm hai tụ điện: C1= 20 (μF), C2= 30 (μF) mắc song song vói nhau, rồi mắc vào hai cực của nguồn điện có hiệu điện thế U = 60 (V). Điện tích của mỗi tụ điện là:

A.Q1= 3.10-3(C) và Q2= 3.10-3(C).

B.Q1= 1,2.10-3(C) và Q2= 1,8.10-3(C).

C.Q1= 1,8.10-3(C) và Q2= 1,2.10-3(C)

D.Q1= 7,2.10-4(C) và Q2= 7,2.10-4(C).

Câu 21:Một tụ điện điện dung 5μF được tích điện đến điện tích bằng 86μC. Tính hiệu điện thế trên hai bản tụ:

A.17,2VB.27,2 VC.37,2VD.47,2V

Câu 22:Một tụ điện điện dung 24nF tích điện đến hiệu điện thế 450V thì có bao nhiêu electron mới di chuyển đến bản âm của tụ điện:

A.575.1011electronB.675.1011electronC.775.1011electronD.875.1011electron

Câu 23:Bộ tụ điện trong chiếc đèn chụp ảnh có điện dung 750 μF được tích điện đến hiệu điện thế 330V. Xác định năng lượng mà đèn tiêu thụ trong mỗi lần đèn lóe sáng.

A.20,8JB.30,8JC.40,8JD.50,8J

Câu 24:Bộ tụ điện trong chiếc đèn chụp ảnh có điện dung 750 μF được tích điện đến hiệu điện thế 330V. Mỗi lần đèn lóe sáng tụ điện phóng điện trong thời gian 5ms. Tính công suất phóng điện của tụ điện:

A.5,17kWB.6,17kWC.817kWD.8,17kW

Câu 25:Một tụ điện có điện dung 500pF mắc vào hai cực của một máy phát điện có hiệu điện thế 220V. Tính điện tích của tụ điện:

A.0,31 μCB.0,21 μCC.0,11μCD.0,01μC

Câu 26:Tụ điện phẳng không khí có điện dung 5nF. Cường độ điện trường lớn nhất mà tụ có thể chịu được là 3.105V/m, khoảng cách giữa hai bản là 2mm. Điện tích lớn nhất có thể tích cho tụ là:

A.2 $\mu $CB.3 $\mu $CC.2,5$\mu $CD.4$\mu $C

Câu 27:Năng lượng điện trường trong tụ điện tỉ lệ với:

A.hiệu điện thế giữa hai bản tụ điện

B.điện tích trên tụ điện

C.bình phương hiệu điện thế hai bản tụ điện

D.hiệu điện thế hai bản tụ và điện tích trên tụ

Câu 28:Một tụ điện có điện dung 5nF, điện trường lớn nhất mà tụ có thể chịu được là 3.105V/m, khoảng cách giữa hai bản là 2mm. Hiệu điện thế lớn nhất giữa hai bản tụ là:

A. 600VB. 400VC.500VD.800V

Câu 29:Một tụ điện có điện dung 2000 pF mắc vào hai cực của nguồn điện hiệu điện thế 5000V. Tính điện tích của tụ điện:

A.10μCB.20 μCC.30μCD.40μC

Câu 30:Một tụ điện có điện dung 2000 pF mắc vào hai cực của nguồn điện hiệu điện thế 5000V. Tích điện cho tụ rồi ngắt khỏi nguồn, tăng điện dung tụ lên hai lần thì hiệu điện thế của tụ khi đó là:

A.2500VB. 5000VC.10000VD.1250V

Câu 31:Một tụ điện có thể chịu được điện trường giới hạn là 3.106V/m, khoảng cách giữa hai bản tụ là lmm, điện dung là 8,85.10-11F. Hỏi hiệu điện thế tối đa có thế đặt vào hai bản tụ là bao nhiêu:

A.3000VB.300VC.30 000VD.1500V

Câu 32:Một tụ điện có thể chịu được điện trường giới hạn là 3.106V/m, khoảng cách giữa hai bản tụ là lmm, điện dung là 8,85.10-11F. Hỏi điện tích cực đại mà tụ tích được:

A.26,65.10-8CB.26,65.10-9CC.26,65.10-7CD.13.32. 10-8C

Câu 33:Tụ điện có điện dung 2μF có khoảng cách giữa hai bản tụ là 1cm được tích điện với nguồn điện có hiệu điện thế 24V. Cường độ điện trường giữa hai bản tụ bằng:

A.24 V/mB.2400 V/mC.24000 V/mD.2,4 V

Câu 34:Tụ điện có điện dung 2μF có khoảng cách giữa hai bản tụ là 1cm được tích điện với nguồn điện có hiệu điện thế 24V. Ngắt tụ khỏi nguồn và nối hai bản tụ bằng dây dẫn thì năng lượng tụ giải phóng ra là:

A.5,76.10-4JB.1,152.10-3JC.2,304.10-3JD.4,217.10-3J

Câu 35:Một tụ điện có điện dung C, điện tích q, hiệu điện thế U. Tăng hiệu điện thế hai bản tụ lên gấp đôi thì điện tích của tụ:

A.không đổiB.tăng gấp đôiC.tăng gấp bốnD.giảm một nửa

Câu 36:Một tụ điện có điện dung C, điện tích q, hiệu điện thế U. Ngắt tụ khỏi nguồn, giảm điện dung xuống còn một nửa thì điện tích của tụ:

A.không đổiB.tăng gấp đôiC.giảm còn một nửaD.giảm còn một phần tư

Câu 37:Một tụ điện có điện dung C, điện tích q, hiệu điện thế U. Ngắt tụ khỏi nguồn, giảm điện dung xuống còn một nửa thì hiệu điện thế giữa hai bản tụ:

A.không đổiB.tăng gấp đôiC.giảm còn một nửaD.giảm còn một phần tư

Câu 38:Một tụ điện có điện dung C, điện tích q, hiệu điện thế U. Ngắt tụ khỏi nguồn, giảm điện dung xuống còn một nửa thì năng lượng của tụ:

A.không đổiB.tăng gấp đôiC.giảm còn một nửaD.giảm còn một phần tư

Câu 39:Một tụ điện phẳng có điện môi là không khí có điện dung là 2μF, khoảng cách giữa hai bản tụ là 1 mm. Tụ chịu được. Biết điện trường giới hạn đối với không khí là 3.106V/m. Hiệu điện thế và điện tích cực đại của tụ là:

A.1500V; 3mCB.3000V; 6mCC.6000V; 9mCD.4500V; 9mC

Câu 40:Một tụ điện phẳng có điện môi là không khí có điện dung là 2μF, khoảng cách giữa hai bản tụ là 1 mm. Tụ chịu được. Biết điện trường giới hạn đối với không khí là 3.106V/m. Năng lượng tối đa mà tụ tích trữ được là:

A.4,5JB.9JC.18JD.13,5J

Câu 41:Một tụ điện phẳng mắc vào hai cực của một nguồn điện có hiệu điện thế 500V. Ngắt tụ khỏi nguồn rồi tăng khoảng cách lên hai lần. Hiệu điện thế của tụ điện khi đó:

A.giảm hai lầnB.tăng hai lầnC.tăng 4 lầnD.giảm 4 lần

Câu 42:Nối hai bản tụ điện phẳng với hai cực của acquy. Nếu dịch chuyển các bản xa nhau thì trong khi dịch chuyển có dòng điện đi qua acquy không?

A. lúc đầu có dòng điện đi từ cực dương sang cực âm của acquy sau đó dòng điện có chiều ngược lạiB. lúc đầu có dòng điện đi từ cực âm sang cực dương của acquy sau đó dòng điện có chiều ngược lạiC. dòng điện đi từ cực âm sang cực dươngD. dòng điện đi từ cực dương sang cực âm

Câu 43:Nối hai bản tụ điện phẳng với hai cực của nguồn một chiều, sau đó ngắt tụ ra khỏi nguồn rồi đưa vào giữa hai bản một chất điện môi có hằng số điện môi $\varepsilon $ thì điện dung C và hiệu điện thế giữa hai bản tụ sẽ:

A.C tăng, U tăngB.C tăng, U giảmC.C giảm, U giảmD.C giảm, U tăng

Câu 44:Nối hai bản tụ điện phẳng với hai cực của nguồn một chiều, sau đó ngắt tụ ra khỏi nguồn rồi đưa vào giữa hai bản một chất điện môi có hằng số điện môi $\varepsilon $ thì năng lượng W của tụ và cường độ điện trường E giữa hai bản tụ sẽ:

A.W tăng; E tăngB.W tăng; E giảmC.W giảm; E giảmD.W giảm; E tăng

Câu 45:Một tụ điện phẳng có điện dung 7nF chứa đầy điện môi có hằng số điện môi $\varepsilon $, diện tích mỗi bản là 15cm2và khoảng cách giữa hai bản bằng 10-5m. Tính hằng số điện môi $\varepsilon $:

A.3,7B.3,9C.4,5D.5,3

Câu 46:Một tụ điện phẳng hai bản có dạng hình tròn bán kính 2cm đặt trong không khí cách nhau 2mm. Điện dung của tụ điện đó là:

A.l,2pFB.l,8pFC.0,87pFD.0,56pF

Câu 47:Một tụ điện phẳng hai bản có dạng hình tròn bán kính 2cm đặt trong không khí cách nhau 2mm. Có thể đặt một hiệu điện thế lớn nhất là bao nhiêu vào hai bản tụ đó, biết điện trường nhỏ nhất có thể đánh thủng không khí là 3.106V/m:

A.3000 VB.6000VC.9000VD.10000 V

Câu 48:Một tụ điện phẳng không khí mắc vào nguồn điện có hiệu điện thế 200V, diện tích mỗi bản là 20cm2, hai bản cách nhau 4mm. Tính mật độ năng lượng điện trường trong tụ điện:

A.0,11 J/m3B.0,27 J/m3C.0,027 J/m3D.0,011 J/m3

Câu 49:Điện dung của tụ điện phẳng phụ thuộc vào:

A.hình dạng, kích thước tụ và bản chất điện môi

B.kích thước, vị trí tương đối của 2 bản và bản chất điện môi

C.hình dạng, kích thước, vị trí tương đối của hai bản tụ

D.hình dạng, kích thước, vị trí tương đối của hai bản tụ và bản chất điện môi

Câu 50:Hai bản tụ điện phẳng hình tròn bán kính 60 cm, khoảng cách giữa hai bản là 2mm, giữa hai bản là không khí. Điện dung của tụ là:

A.5nFB.0,5nFC.50nFD.5μF

Câu 51:Ba tụ điện giống nhau cùng điện dung C ghép song song vói nhau thì điện dung của bộ tụ là:

A.CB.2CC.C/3D.3C

Câu 52:Ba tụ điện giống nhau cùng điện dung C ghép nối tiếp với nhau thì điện dung của bộ tụ là:

A.CB.2CC.C/3D.3C

Câu 53: Bộ ba tụ điện C1= C2= C3/ 2 ghép song song rồi nối vào nguồn có hiệu điện thế 45V thì điện tích của bộ tụ là 18.10-4C. Tính điện dung của các tụ điện:

A.C1=C2=5μF; C3=10 μF

B.C1= C2= 8μF; C3=16 μF

C.C1= C2=10μF; C3=20 μF

D.C1= C2= 15μF; C3= 30 μF

Câu 54:Hai tụ điện có điện dung C1= 2 μF; C2= 3 μF mắc nối tiếp nhau. Tính điện dung của bộ tụ:

A.1,8 $\mu $FB.1,6 $\mu $FC.1,4 $\mu $FD.1,2 $\mu $F

Câu 55:Hai tụ điện có điện dung C1= 2 μF; C2= 3 μF mắc nối tiếp nhau. Đặt vào bộ tụ hiệu điện thế một chiều 50V thì hiệu điện thế của các tụ là:

A.U1= 30V; U2= 20V

B.U1= 20V; U2= 30V

C.U1= 10V; U2=40V

D.U1= 250V; U2= 25V

Câu 56:Bốn tụ điện mắc thành bộ theo sơ đồ như hình vẽ, C1= 1μF; C2= C3= 3$\mu $F. Khi nối hai điểm M, N với nguồn điện thì C1có điện tích q1= 6μC và cả bộ tụ có điện tích q = 15,6 μC. Hiệu điện thế đặt vào bộ tụ đó là:

A.4VB.6VC.8VD.10V

Câu 57:Bốn tụ điện mắc thành bộ theo sơ đồ như hình vẽ ở trên, C1= 1μF; C2= C3= 3 μF. Khi nối hai điểm M, N với nguồn điện thì C1có điện tích q1= 6μC và cả bộ tụ có điện tích q = 15,6 μC. Điện dung C4là:

A.1 μFB.2μFC.3 μFD.4 μF

Câu 58:Ba tụ C1= 3nF, C2= 2nF, C3= 20nF mắc như hình vẽ. Nối bộ tụ với hiệu điện thế 30V. Tính điện dung của cả bộ tụ:

A.2nFB.3nFC.4nFD.5nF

Câu 59:Ba tụ C1= 3nF, C2= 2nF, C3= 20nF mắc như hình vẽ trên. Nối bộ tụ với hiệu điện thế 30V. Tụ C1bị đánh thủng. Tìm điện tích và hiệu điện thế trên tụ C3:

A.U3= 15V; q3= 300nC

B.U3= 30V; q3= 600nC

C.U3= 0V; q3= 600nC

D.U3= 25V; q3= 500nC

Câu 60:Hai tụ điện điện dung C1= 0,3nF, C2= 0,6nF ghép nối tiếp, khoảng cách giữa hai bản tụ của hai tụ như nhau bằng 2mm. Điện môi của mỗi tụ chỉ chịu được điện trường có cường độ lớn nhất là 104V/m. Hiệu điện thế giới hạn được phép đặt vào bộ tụ đó bằng:

A.20VB.30VC.40VD.50V

Câu 61:Hai tụ điện C1= 0,4 μF; C2= 0,6 μF ghép song song rồi mắc vào hiệu điện thế U < 60V thì một trong hai tụ có điện tích 30μC. Tính hiệu điện thế U và điện tích của tụ kia:

A.30V; 5 μCB.50V; 50 μCC.25V; 10 μCD.40V; 25 μC

Câu 62:Ba tụ điện ghép nối tiếp có C1= 20pF, C2= 10pF, C3= 30pF. Tính điện dung của bộ tụ đó:

A.3,45pFB.4,45pFC.5,45pFD.6,45pF

Câu 63:Một mạch điện như hình vẽ, C1= 3 μF, C2= C3= 4 μF. Tính điện dung của bộ tụ:

A.3μFB.5μFC.7 μFD.12 μF

Câu 64:Một mạch điện như hình vẽ trên, C1= 3 μF, C2= C3= 4 μF. Nối hai điểm M, N với hiệu điện thế 10V. Điện tích trên mỗi tụ điện là:

A.q1= 5 μC; q2= q3= 20 μC

B.q1= 30 μC; q2= q3= 15 μC

C.q1= 30 μC; q2= q3= 20 μC

D.q1= 15 μC; q2= q3= 10 μC

Câu 65:Ba tụ điện có điện dung bằng nhau và bằng C. Để được bộ tụ có điện dung là C/3 ta phải ghép các tụ đó thành bộ:

A.3 tụ nối tiếp nhauB.3 tụ song song nhauC.(C1nt C2)//C3D.(C1// C2) nt C3

Câu 66:Ba tụ điện C1= C2= C, C3= 2C. Để được bộ tụ có điện dung là C thì các tụ phải ghép:

A.3 tụ nối tiếp nhauB.(C1// C2) nt C3C.3 tụ song song nhauD.(C1nt C2)// C3

Câu 67:Hai tụ giống nhau có điện dung C ghép nối tiếp nhau và nối vào nguồn một chiều hiệu điện thế U thì năng lượng của bộ tụ là Wt, khi chúng ghép song song và nối vào hiệu điện thế cũng là U thì năng lượng của bộ tụ là Ws, ta có:

A.Wt= WsB.Ws= 4WtC.Ws= 2WtD.Wt= 4Ws

Câu 68:Ba tụ C1= 3nF, C2= 2nF, C3= 20nF mắc như hình vẽ. Nối bộ tụ với hiệu điện thế 30V. Tính hiệu điện thế trên tụ C2.

A.12VB.18VC.24VD.30V

Câu 69:Ba tụ C1= 3nF, C2= 2nF, C3= 20nF mắc như hình vẽ trên. Nối bộ tụ với hiệu điện thế 30V. Tụ C1bị đánh thủng. Tìm điện tích và hiệu điện thế trên tụ C1.

A.U1= 15V; q1= 300nCB.U1= 30V; q1= 600nC

C.U1= 0 V; q1= 0 nCD.U1= 25V; q1= 500nC

Câu 70:Ba tụ C1= 3nF, C2= 2nF, C3= 20nF mắc như hình vẽ trên. Nối bộ tụ với hiệu điện thế 30V. Tụ C1bị đánh thủng. Tìm điện tích và hiệu điện thế trên tụ C2.

A.U2= 15V; q2= 300nCB.U2= 30V; q2= 600nC

C.U2= 0V; q2= OnCD.U2= 25V; q2= 500nC

Câu 71:Trong phòng thí nghiệm có một số tụ điện loại 6μF. Số tụ phải dùng ít nhất để tạo thành bộ tụ có điện dung tương đương là 4,5 μF là:

A.3B.5C.4D.6

Câu 72:Có các tụ giống nhau điện dung là C, muốn ghép thành bộ tụ có điện dung là 5C/3 thì số tụ cần dùng ít nhất là:

A.3B.4C.5D.6

Câu 73:Hai tụ điện có điện dung C1= 2C2mắc nối tiếp vào nguồn điện có hiệu điện thế U thì hiệu điện thế của hai tụ quan hệ với nhau:

A.U1= 2U2B.U2= 2U1C.U2= 3U1D.U1= 3U2

Câu 74:Hai tụ điện có điện dung C1= 2C2mắc nối tiếp vào nguồn điện có hiệu điện thế U. Dìm tụ C2vào điện môi lỏng có hằng số điện môi là 2. Cường độ điện trường giữa hai bản tụ C1 sẽ:

A.tăng 3/2 lầnB.tăng 2 lầnC.giảm còn 1/2 lầnD.giảm còn 2/3 lần

Câu 75:Một tụ điện phẳng đặt thẳng đứng trong không khí điện dung của nó là C. Khi dìm một nửa ngập trong điện môi có hằng số điện môi là 3, một nửa trong không khí điện dung của tụ sẽ:

A.tăng 2 lầnB.tăng 3/2 lầnC.tăng 3 lầnD.giảm 3 lần

Câu 76:Một tụ điện phẳng đặt nằm ngang trong không khí điện dung của nó là C. Khi dìm một nửa ngập trong điện môi có hằng số điện môi là 3, một nửa trong không khí điện dung của tụ sẽ:

A.giảm còn 1/2B.giảm còn 1/3C.tăng 3/2 lầnD.giảm còn 2/3 lần

Câu 77:Bộ tụ điện gồm hai tụ điện: C1= 20 (μF), C2= 30 (μF) mắc song song với nhau, rồi mắc vào hai cực của nguồn điện có hiệu điện thế U = 60 (V). Hiệu điện thế trên mỗi tụ điện là:

A.U1= 60 (V) và U2= 60(V).

B.U1= 15 (V) và U2= 45 (V).

C.U1= 45 (V) và U2= 15 (V).

D.U1= 30 (V) và U2= 30(V).

Câu 78:Một bộ tụ điện gồm 10 tụ điện giống nhau (C = 8 μF) ghép nối tiếp với nhau. Bộ tụ điện được nối với hiệu điện thế không đổi U = 150 (V). Độ biến thiên năng lượng của bộ tụ điện sau khi có một tụ điện bị đánh thủng là:

A.$\Delta {\rm{W}} = 9\left( {mJ} \right)$B.$\Delta {\rm{W}} = 10\left( {mJ} \right)$.C.$\Delta {\rm{W}} = 19\left( {mJ} \right)$.D.$\Delta {\rm{W}} = 1\left( {mJ} \right)$.

Câu 79:Bộ tụ điện gồm ba tụ điện: C1= 10 (μF), C2= 15 (μF), C3= 30 (μF) mắc nối tiếp với nhau. Điện dung của bộ tụ điện là:

A.Cb= 5(μF).B.Cb= 10 (μF).C.Cb= 15 (μF).D.Cb= 55 (μF).

Câu 80:Bộ tụ điện gồm hai tụ điện: C1= 20 (μF), C2= 30 (μF) mắc nối tiếp với nhau, rồi mắc vào hai cực của nguồn điện có hiệu điện thế U = 60 (V). Điện tích của mỗi tụ điện là:

A.Q1= 3.10-3(C) và Q2= 3.10-3(C).B.Q1= 1,2.10-3(C) và Q2= 1,8.10-3(C).

C.Q1=1,8.10-3(C) và Q2= 1,2.10-3(C)D.Q1 = 7,2.10-4(C) và Q2 = 7,2.10-4(C).

ĐÁP ÁN

l-D	2-C	3-B	4-C	5-B	6-A	7-C	8-A	9-B	10-C
11-A	12-B	13-B	14-A	15-D	16-D	17-D	18-C	19-A	20-B
21-A	22-B	23-C	24-D	25-C	26-B	27-C	28-A	29-A	30-A
31-A	32-A	33-B	34-A	35-B	36-A	37-B	38-B	39-B	40-B
41-B	42-D	43-B	44-C	45-D	46-D	47-B	48-D	49-D	50-A
51-D	52-C	53-C	54-D	55-A	56-C	57-B	58-C	59-B	60-B
61-B	62-C	63-B	64-C	65-A	66-B	67-B	68-C	69-C	70-C
71-C	72-B	73-B	74-A	75-A	76-C	77-B	78-D	79-A	80-D

HƯỚNG DẪN GIẢI CHI TIẾT

Câu 1:Đáp án D

Hiệu điện thế giới hạn là hiệu điện thế lớn nhất đặt vào hai bản tụ điện mà lớp điện môi của tụ điện vẫn chưa bị đánh thủng .

Câu 2: Đáp án C.

Điện dung của tụ điện phụ thuộc vào vào hình dạng, kích cỡ, khoảng cách giữa hai bản tụ và chất điện môi giữa hai bản tụ. Không nhờ vào vào thực chất của hai bản tụ .

Câu 3: Đáp án B.

Công thức tính điện dung của tụ điện phẳng :USD C = \ frac { { \ varepsilon S } } { { { { 9.10 } ^ 9 }. 4 \ pi d } } $

Câu 4: Đáp án C.

Áp dụng công thức tính điện dung của tụ điện phẳng USD C = \ frac { { \ varepsilon S } } { { { { 9.10 } ^ 9 }. 4 \ pi d } } $ ta thấy :Một tụ điện phẳng, khi ta giữ nguyên diện tích quy hoạnh đối lập giữa hai bản tụ, tăng khoảng cách giữa hai bản tụ lên hai lần thì điện dung của tụ điện giảm đi hai lần .

Câu 5: Đáp án B.

Áp dụng công thức tính điện dung của bộ tụ điện gồm n tụ điện giống nhau mắc tiếp nối đuôi nhau $ { C_b } = \ frac { C } { n } $

Câu 6: Đáp án A.

Áp dụng công thức tính điện dung của bộ tụ điện gồm n tụ điện giống nhau mắc song song Cb = n. C

Câu 7: Đáp án C.

Áp dụng công thức tính điện tích của tụ điện q = C.U với C = 500 ( pF ) = 5.10 – 10 ( F ) và U = 100 ( V ). Điện tích của tụ điện là q = 5.10 – 8 ( C ) = 5.10 – 2 ( μC ) .

Câu 8: Đáp án A.

Áp dụng công thức tính điện dung của tụ điện phẳng USD C = \ frac { { \ varepsilon S } } { { { { 9.10 } ^ 9 }. 4 \ pi d } } $, với không khí có $ \ varepsilon = 1 $, diện tích quy hoạnh $ S = \ pi { R ^ 2 } $, R = 3 ( cm ) = 0,03 ( m ), d = 2 ( cm ) = 0,02 ( m ). Điện dung của tụ điện đó làC = 1,25. 10-12 ( F ) = 1,25 ( pF ) .

Câu 9: Đáp án B.

Áp dụng công thức Umax = Emax. dvới d = 2 ( cm ) = 0,02 ( m ) và Emax = 3.105 ( V / m ) .Hiệu điện thế lớn nhất hoàn toàn có thể đặt vào hai bản cực của tụ điện là U = 6000 ( V ) .

Câu 10: Đáp án C.

Một tụ điện phẳng được mắc vào hai cực của một nguồn điện có hiệu điện thế 50 ( V ). Ngắt tụ điện ra khỏi nguồn rồi kéo cho khoảng cách giữa hai bản tụ tăng gấp hai lần thì điện tích của tụ điện không biến hóa còn điện dung của tụ điện giảm đi 2 lần do điện dung tỉ lệ nghịch với khoảng cách giữa hai bảnUSD C = \ frac { { \ varepsilon S } } { { k. 4 \ pi d } } $

Câu 11: Đáp án A.

Câu 12: Đáp án B.

Một tụ điện phẳng được mắc vào hai cực của một nguồn điện có hiệu điện thế 50 ( V ). Ngắt tụ điện ra khỏi nguồn rồi kéo cho khoảng cách giữa hai bản tụ tăng gấp hai lần thì điện tích của tụ điện không đổi khác còn điện dung của tụ điện giảm đi 2 lần, suy ra hiệu điện thế giữa hai bản tụ tăng lên 2 lần : U = 100 ( V ) .

Câu 13: Đáp án B.

Xét tụ điện C1 = 0,4 ( $ \ mu $ F ) = 4.10 – 7 ( C ) được tích điện q = 3.10 – 5 ( C ) ta suy ra U = q / C = 75 ( V ) .Xét tụ điện C2 = 0,6 ( $ \ mu $ F ) = 6.10 – 7 ( C ) được tích điện q = 3.10 – 5 ( C ) ta suy ra U = q / C = 50 ( V ) .Theo bài ra U < 60 ( V ) suy ra hiệu điện thế U = 50 ( V ) thỏa mãn nhu cầu .Vậy hiệu điện thế của nguồn điện là U = 50 ( V ) .

Câu 14: Đáp án A.

Áp dụng công thức tính điện dung của bộ tụ điện mắc tiếp nối đuôi nhau : $ \ frac { 1 } { C } = \ frac { 1 } { { { C_1 } } } + \ frac { 1 } { { { C_2 } } } + + \ frac { 1 } { { { C_n } } } $

Câu 15: Đáp án D. 

Áp dụng công thức tính điện dung của bộ tụ điện mắc song song : C = C1 + C2 + + Cn

Câu 16: Đáp án D.

Điệp dung của bộ tụ điện là Cb = 12 ( μF ) = 12.10 – 6 ( F ) .Điện tích của bộ tụ điện là Qb = Cb. U, với U = 60 ( V ). Suy ra Qb = 7,2. 10-4 ( C ) .

Câu 17: Đáp án D.

Ta có : USD { C_b } = \ frac { { { C_1 } { C_2 } } } { { { C_1 } + { C_2 } } } = \ frac { { 20.30 } } { { 20 + 30 } } = 12 \ mu F USDĐiện tích của bộ tụ làQb = CbU = 12.10 – 6.60 = 7,2. 10-4 ( C ) .Các tụ điện mắc tiếp nối đuôi nhau với nhau thì điện tích của bộ tụ điện bằng điện tích của mỗi thụ thành phần :Qb = Q1 = Q2 =. = QnNên điện tích của mỗi tụ điện làQ1 = 7,2. 10-4 ( C ) và Q2 = 7,2. 10-4 ( C ) .

Câu 18: Đáp án C.

Áp dụng công thức tính điện tích của tụ điện Q = CU, với Q1 = Q2 = 7,2. 10-4 ( C ) .Ta tính được U1 = 36 ( V ) và U2 = 24 ( V ) .

Câu 19: Đáp án A.

Bộ tụ điện gồm những tụ điện mắc song song thì hiệu điện thế được xác lập : U = U1 = U2 .

Câu 20: Đáp án B.

Bộ tụ điện gồm những tụ điện mắc song song thì hiệu điện thế được xác lập : U1 = U2 = U = 60 ( V )Điện tích của mỗi tụ điện là Q = CU, suy raQ1 = 1,2. 10-3 ( C ) và Q2 = 1,8. 10-3 ( C )

Câu 21: Đáp án A.

USD U = \ frac { Q } { C } = 17,2 V $

Câu 22: Đáp án B.

Số electron vận động và di chuyển đến bản âm của tụ điện là :USD n = \ frac { Q } { { \ left | e \ right | } } = \ frac { { CU } } { { \ left | e \ right | } } = \ frac { { { { 24.10 } ^ { 9 } }. 450 } } { { 1, { { 6.10 } ^ { 19 } } } } = { 675.10 ^ { 11 } } $

Câu 23: Đáp án C.

USD { \ rm { W } } = \ frac { { C { U ^ 2 } } } { 2 } = 40,8 J $

Câu 24: Đáp án D.

USD P = \ frac { { \ rm { W } } } { t } = 8160W = 8,16 kW USD

Câu 25: Đáp án C.

Q. = CU = 0,11 μC

Câu 26: Đáp án B.

Qmax = CUmax = C.Emax.d = 3 μC

Câu 27: Đáp án C.

W ~ U2

Câu 28: Đáp án A.

Umax = Emax. d = 3.105.2.10 – 3 = 600V

Câu 29: Đáp án A.

Sử dụng công thức Q = CU

Câu 30: Đáp án A.

Ngắt tụ khỏi nguồn thì Q. không đổi mà C tăng lên 2 lần nên U sẽ giảm đi 2 lầnUSD \ Rightarrow U = \ frac { U } { 2 } = 2500V $

Câu 31: Đáp án A.

Sử dụng công thức Umax = Emax. d

Câu 32: Đáp án A.

Sử dụng công thức Qmax = CUmax = C.Emax.d

Câu 33: Đáp án B.

USD E = \ frac { U } { d } = \ frac { { 24 } } { { 0,01 } } = 2400V / m USD

Câu 34: Đáp án A.

USD { \ rm { W } } = \ frac { { C { U ^ 2 } } } { 2 } = 5, { 76.10 ^ { 4 } } J $

Câu 35: Đáp án B.

Q. ~ U nên U tăng 2 lần thì Q. cũng tăng lên 2 lần

Câu 36: Đáp án A.

Ngắt tụ khỏi nguồn thì điện tích không đổi

Câu 37: Đáp án B.

Ngắt tụ khỏi nguồn thì điện tích không đổi mà C giảm xuống 50% nên U tăng gấp đôi

Câu 38: Đáp án B.

Ngắt tụ khỏi nguồn thì điện tích không đổi mà C giảm xuống 50%, USD W \ ~ \ frac { 1 } { U } $ nên W tăng 2 lần

Câu 39: Đáp án B.

USD \ left \ { \ begin { array } { l } { U_ { \ max } } = { E_ { \ max } }. d = { 3.10 ^ 6 } {. 10 ^ { 3 } } = 3000V \ \ { Q_ { \ max } } = C. { U_ { \ max } } = 6 mC \ end { array } \ right. $

Câu 40: Đáp án B.

USD { { \ rm { W } } _ { { \ rm { max } } } } = \ frac { { CU_ { \ max } ^ 2 } } { 2 } = \ frac { { CE_ { \ max } ^ 2. { d ^ 2 } } } { 2 } = \ frac { { 18 } } { 2 } = 9J $

Câu 41: Đáp án B.

Ngắt tụ khỏi nguồn thì Q. không đổi USD C \ ~ \ frac { 1 } { d } $USD \ Rightarrow C = \ frac { C } { 2 } \ Rightarrow U = 2U $

Câu 42: Đáp án D.

Gọi e là suất điện động của acquy. Khi nối hai cực của acquy với tụ điện, hiệu điện thế hai đầu tụ điện sẽ là U = e và tụ được tích một điện lượng Q = CUKhi đưa hai bản tụ đến gần nhau một khoảng chừng $ \ Delta d USD, lúc này USD C = \ frac { { C. \ Delta d } } { { d \ Delta d } } $Hiệu điện thế giữa hai bản tụ sẽ là $ U = \ frac { Q } { C } = \ frac { { Q \ left ( { d \ Delta d } \ right ) } } { { Cd } } < e USDDo đó sẽ có nguồn điện sẽ phải phân phối thêm điện tích cho tụ ( để thế điện trên nguồn và tụ bằng nhau ). Đó chính là lí do tại sao có dòng điện từ cực âm sang cực dương của nguồn .+ Nếu trường hợp tách hai bản tụ ra xa nhau thì U > e, tụ điện sẽ trả bớt điện tích cho nguồn. Dòng điện trong nguồn sẽ chạy từ cực dương sang cực âm .

Câu 43: Đáp án B.

Q = const, $ C \ sim \ varepsilon USD nên C tăng và U giảm

Câu 44: Đáp án C.

USD { \ rm { W } } \ sim \ frac { 1 } { C } \ sim \ frac { 1 } { \ varepsilon }, E \ sim U \ sim \ frac { 1 } { C } \ sim \ frac { 1 } { \ varepsilon } $ nên W giảm và E giảm

Câu 45: Đáp án D.

USD C = \ frac { { \ varepsilon S } } { { 4 \ pi kd } } \ Rightarrow \ varepsilon = \ frac { { 4 \ pi kdC } } { S } = \ frac { { 4 \ pi { {. 9.10 } ^ 9 } { {. 10 } ^ { 5 } } { {. 7.10 } ^ { 9 } } } } { { { { 15.10 } ^ { 4 } } } } = 5,3 $

Câu 46: Đáp án D

USD C = \ frac { { \ varepsilon S } } { { 4 \ pi kd } } = \ frac { { 1. \ pi. 0, { { 02 } ^ 2 } } } { { 4 \ pi { {. 9.10 } ^ 9 } { {. 2.10 } ^ { 3 } } } } = 0,56 pF USD

Câu 47: Đáp án B

USD { U_ { \ max } } = { E_ { \ max } }. d = { 3.10 ^ 6 } {. 2.10 ^ { 3 } } = 6000V $

Câu 48: Đáp án D

USD { \ rm { w } } = \ frac { { \ varepsilon { E ^ 2 } } } { { 8 \ pi k } } = \ frac { { \ varepsilon { U ^ 2 } } } { { 8 \ pi { d ^ 2 } k } } = \ frac { { { { 200 } ^ 2 } } } { { 8 \ pi { { \ left ( { { { 4.10 } ^ { 3 } } } \ right ) } ^ 2 } { {. 9.10 } ^ 9 } } } = 0,011 J / { m ^ 3 } $

Câu 49: Đáp án D

Điện dung của tụ điện phẳng phụ thuộc vào vào hình dạng, size, vị trí tương đối của 2 bản tụ và thực chất của điện môi .

Câu 50: Đáp án A

USD C = \ frac { { \ varepsilon S } } { { 4 \ pi kd } } = \ frac { { 0, { 6 ^ 2 } } } { { { { 4.9.10 } ^ 9 } { {. 2.10 } ^ { 3 } } } } = 5 nF USD

Câu 51: Đáp án D

USD { C_b } = 3C $

Câu 52: Đáp án C

USD { C_b } = \ frac { C } { 3 } $

Câu 53: Đáp án C

USD \ begin { array } { l } { C_b } = { C_1 } + { C_2 } + { C_3 } = a + a + 2 a = \ frac { Q } { U } = { 4.10 ^ { 5 } } F \ \ \ Rightarrow { C_1 } = { C_2 } = 10 \ mu F, { C_3 } = 20 \ mu F \ end { array } $

Câu 54: Đáp án D

USD { C_b } = \ frac { { { C_1 }. { C_2 } } } { { { C_1 } + { C_2 } } } = 1,2 \ mu F USD

Câu 55: Đáp án A

Hai tụ mắc tiếp nối đuôi nhau nhau thì USD { U_1 } + { U_2 } = { U_b } $ và $ { C_b } = \ frac { { { C_1 }. { C_2 } } } { { { C_1 } + { C_2 } } } = 1,2 \ mu F, $ $ { Q_1 } = { Q_2 } = { Q_b } $USD \ begin { array } { l } \ Rightarrow { Q_b } = { U_b } { C_b } = { 6.10 ^ { 5 } } C = { Q_1 } = { Q_2 } \ \ \ Rightarrow \ left \ { \ begin { array } { l } { U_1 } = \ frac { { { Q_1 } } } { { { C_1 } } } = 30V \ \ { U_2 } = { U_b } { U_1 } = 20V \ end { array } \ right. \ end { array } $

Câu 56: Đáp án C

+ Mạch có dạng ( C1nt C2 ) / / ( C3nt C4 )USD \ Rightarrow \ left \ { \ begin { array } { l } { q_ { 12 } } + { q_ { 34 } } = q = 15,6 \ mu C \ \ { q_1 } = { q_2 } = { q_ { 12 } } = 6 \ mu C \ \ { q_3 } = { q_4 } = { q_ { 34 } } = q { q_ { 12 } } = 9,6 \ mu C \ end { array } \ right. $USD { U_ { 12 } } = { U_1 } + { U_2 } = \ frac { { { q_1 } } } { { { C_1 } } } + \ frac { { { q_2 } } } { { { C_2 } } } = 8V = { U_b } $

Câu 57: Đáp án B

Sử dụng hiệu quả bài 6 ta đượcUSD { U_ { 34 } } = { U_ { 12 } } = 8 = \ frac { { { q_3 } } } { { { C_3 } } } + \ frac { { { q_4 } } } { { { C_4 } } } \ Rightarrow { C_4 } = \ frac { { { q_4 } } } { { 8 \ frac { { { q_3 } } } { { { C_3 } } } } } = \ frac { { 9, { { 6.10 } ^ { 6 } } } } { { 8 \ frac { { 9, { { 6.10 } ^ { 6 } } } } { { { { 3.10 } ^ { 6 } } } } } } = 2 \ mu F USD

Câu 58: Đáp án C

USD { C_b } = \ frac { { { C_3 } \ left ( { { C_1 } + { C_2 } } \ right ) } } { { { C_3 } + { C_1 } + { C_2 } } } = \ frac { { 100 } } { { 25 } } = 4 nF USD

Câu 59: Đáp án B

Tụ C1bị đánh thủng hệ chỉ còn lại tụ C3U3 = U = 30V, q3 = C3U3 = 600 nC

Câu 60: Đáp án B

+ Do 2 tụ điện mắc tiếp nối đuôi nhau nhau nên Q1 = Q2C1U1 = C2U2 U1 = 2U2Mà Ub = U1 + U2 = 3U2USD \ Rightarrow { U_2 } = \ frac { { { U_b } } } { 3 } \ le { E_ { \ max } }. d = 20V \ Rightarrow { U_2 } \ le 60V $+ USD { U_b } = { U_1 } + { U_2 } = \ frac { { 3 { U_1 } } } { 2 } \ le 20V \ Rightarrow { U_1 } \ le 30V $Vậy hiệu điện thế giới hạn được phép đặt vào bộ tụ đó là 30V

Câu 61: Đáp án B

+ Cb = C1 + C2 = 1 mF và U1 = U2 = U < 60VUSD \ Rightarrow \ frac { { { q_1 } } } { { { C_1 } } } = \ frac { { { q_2 } } } { { { C_2 } } } = \ frac { { { q_1 } + { q_2 } } } { { { C_1 } + { C_2 } } } \ Rightarrow \ frac { { { q_1 } } } { { { q_2 } } } = \ frac { { { C_1 } } } { { { C_2 } } } = \ frac { 2 } { 3 } $+ Nếu q2 = 30 μC q1 = 20 μC $ \ Rightarrow { U_1 } = \ frac { { 20 } } { { 0,4 } } = 50V $+ Nếu q1 = 30 μC q2 = 45 μC $ \ Rightarrow { U_2 } = \ frac { { 45 } } { { 0,6 } } = 75V > 50V $, vô lý .

Câu 62: Đáp án C

USD { C_b } = \ frac { { { C_1 } { C_2 } { C_3 } } } { { { C_1 } { C_2 } + { C_2 } { C_3 } + { C_1 } { C_3 } } } = \ frac { { 20.10.30 } } { { 20.10 + 30.10 + 20.30 } } = 5,45 \ mu F USD

Câu 63: Đáp án B

Mạch gồm ( C2nt C3 ) / / C1USD \ Rightarrow { C_b } = { C_1 } + \ frac { { { C_2 }. { C_3 } } } { { { C_2 } + { C_3 } } } = 3 + \ frac { { 4.4 } } { { 4 + 4 } } = 5 \ mu F USD

Câu 64: Đáp án C

Hệ trên có : $ \ left \ { \ begin { array } { l } { q_1 } + { q_ { 23 } } = { q_b } = { C_b }. U = { 5.10 ^ { 5 } } C \ \ { U_1 } = { U_ { 23 } } = { U_2 } + { U_3 } = U = 10V \ end { array } \ right. $USD \ begin { array } { l } \ Rightarrow { q_1 } = { C_1 } { U_1 } = 30 \ mu C \ \ \ Rightarrow { q_2 } = { q_3 } = { q_ { 23 } } = { q_b } { q_1 } = 20 \ mu C \ end { array } $

Câu 65: Đáp án A

Để có điện dung là C / 3 thì phải ghép 3 tụ tiếp nối đuôi nhau với nhau

Câu 66: Đáp án B

Để có bộ điện dung là C phải ghép ( C1nt C2 ) / / C3

Câu 67: Đáp án B

USD { \ rm { W } } \ sim \ frac { 1 } { C } \, , \ frac { { { C_ { b1 } } } } { { { C_ { b2 } } } } = \ frac { { \ frac { { C.C } } { { C + C } } } } { { C + C } } = \ frac { { \ frac { C } { 2 } } } { { 2C } } = \ frac { 1 } { 4 } \ Rightarrow \ frac { { { { \ rm { W } } _s } } } { { { { \ rm { W } } _t } } } = 4 USD

Câu 68: Đáp án C

Mạch gồm C3nt ( C1 / / C2 )USD { C_b } = \ frac { { \ left ( { { C_1 } + { C_2 } } \ right ). { C_3 } } } { { { C_1 } + { C_2 } + { C_3 } } } = \ frac { { 100 } } { { 25 } } = 4 nF USDUSD \ left \ { \ begin { array } { l } { U_1 } = { U_2 } = { U_ { 12 } } \ Rightarrow \ frac { { { q_1 } } } { { { C_1 } } } = \ frac { { { q_2 } } } { { { C_2 } } } \ \ { U_3 } + { U_1 } = U = 30V \ \ { Q_3 } = { Q_ { 12 } } = Q = { C_b } U = 1, { 2.10 ^ { 7 } } C \ end { array } \ right. $USD \ Rightarrow \ left \ { \ begin { array } { l } { U_1 } = U { U_3 } = 30 \ frac { { 1, { { 2.10 } ^ { 7 } } } } { { { { 20.10 } ^ { 6 } } } } = 24V \ \ { U_1 } = { U_2 } = 24V \ end { array } \ right. $

Câu 69: Đáp án C

Tụ C1bị đánh thủng nên điện dung và điện tích của nó đều bằng 0

Câu 70: Đáp án C

Tụ C1bị đánh thủng nên tụ C2sẽ được nối song song với dây dẫn nên sẽ có hiệu điện thế và điện tích cũng bằng 0

Câu 71: Đáp án C

Cb = 4,5 μF nên bộ tụ gồm 1 tụ tiếp nối đuôi nhau với bộ CxUSD \ Rightarrow 4,5 = \ frac { { 6. { C_x } } } { { 6 + { C_x } } } \ Rightarrow { C_x } = 18 \ mu F $, vậy bộ Cxgồm 3 tụ ghép song song với nhauVậy nên phải dùng tối thiểu 4 tụ

Câu 72: Đáp án B

+ USD { C_b } = \ frac { { 5C } } { 3 } > C $ nên bộ tụ C song song với bộ CxUSD \ Rightarrow \ frac { { 5C } } { 3 } = C + { C_x } \ Rightarrow { C_x } = \ frac { 2 } { 3 } C $Vậy bộ Cxgồm 1 tụ C tiếp nối đuôi nhau với bộ CYUSD \ Rightarrow \ frac { 2 } { 3 } C = \ frac { { C. { C_Y } } } { { C + { C_Y } } } \ Rightarrow { C_Y } = 2C $Vậy CYgồm 2 tụ ghép song song với nhauVậy nên phải dùng tối thiểu 4 tụ

Câu 73: Đáp án A

Mắc tiếp nối đuôi nhau thì Q1 = Q2USD \ Rightarrow { C_1 } { U_1 } = { C_2 } { U_2 } \ Rightarrow \ frac { { { U_1 } } } { { { U_2 } } } = \ frac { { { C_2 } } } { { { C_1 } } } = \ frac { 1 } { 2 } $

Câu 74: Đáp án A

+ Điện dung khởi đầu của bộ tụ :USD C = \ frac { { { C_1 }. { C_2 } } } { { { C_1 } + { C_2 } } } = \ frac { { 2 { C_2 } } } { 3 } $+ Điện tích khởi đầu của bộ tụ : USD Q = CU = \ frac { 2 } { 3 } { C_2 } U $+ USD { U_1 } = \ frac { { { Q_1 } } } { { { C_1 } } } = \ frac { { \ frac { 2 } { 3 } { C_2 } U } } { { 2 { C_2 } } } = \ frac { U } { 3 } $Nếu nhúng C2vào chất điện môi có $ \ varepsilon = 2 $ C2 = 2C2+ Điện dung sau khi nhúng :USD C = \ frac { { { C_1 }. C { _2 } } } { { { C_1 } + C { _2 } } } = \ frac { { 2 { C_2 }. 2 { C_2 } } } { { 2 { C_2 } + 2 { C_2 } } } = { C_2 } $+ USD Q = CU = { C_2 } U $+ USD U { _1 } = \ frac { { Q { _1 } } } { { { C_1 } } } = \ frac { { { C_2 } U } } { { 2 { C_2 } } } = \ frac { U } { 2 } $USD \ Rightarrow \ frac { { U { _1 } } } { { { U_1 } } } = \ frac { 3 } { 2 } = \ frac { { E { _1 } } } { { { E_1 } } } $Vậy cường độ điện trường tăng 1,5 lần

Câu 75: Đáp án A

+ Ban đầu ở ngoài không khí $ C = \ frac { S } { { 4 \ pi kd } } $+ Sau khi nhúng như trên thìUSD { C_1 } = \ frac { { \ frac { S } { 2 } } } { { 4 \ pi kd } } + \ frac { { \ frac { { 3S } } { 2 } } } { { 4 \ pi kd } } = \ frac { { 4S } } { { 8 \ pi kd } } = \ frac { S } { { 2 \ pi kd } } $( ghép song song của 2 tụ )USD \ Rightarrow \ frac { C } { { { C_1 } } } = \ frac { 1 } { 2 } $, vậy điện dung của tụ sẽ tăng 2 lần

Câu 76: Đáp án C

+ Ban đầu ở ngoài không khí $ C = \ frac { S } { { 4 \ pi kd } } $+ Sau khi nhúng, chú ý quan tâm ở đây là bản nằm ngang 1 nên tụ mới được coi là ghép tiếp nối đuôi nhau của 2 tụ C1, C2vớiUSD { C_1 } = \ frac { S } { { 4 \ pi k \ frac { d } { 2 } } } = 2C, \, { C_2 } = \ frac { { 3S } } { { 4 \ pi k \ frac { d } { 2 } } } = 6C $USD \ Rightarrow { C_b } = \ frac { { { C_1 }. { C_2 } } } { { { C_1 } + { C_2 } } } = \ frac { 3 } { 2 } C $Vậy điện dung của tụ tăng 3/2 lần

Câu 77: Đáp án B

Mắc song song thì U1 = U2 = U = 60V

Câu 78: Đáp án D

USD \ Delta { \ rm { W } } = \ left ( { { C_ { b2 } } { C_ { b1 } } } \ right ) \ frac { { { U ^ 2 } } } { 2 } = \ left ( { \ frac { 8 } { 9 } \ frac { 8 } { { 10 } } } \ right ). \ frac { { { { 150 } ^ 2 } } } { 2 } = 1 mJ USD

Câu 79: Đáp án A

${C_b} = \frac{{{C_1}{C_2}{C_3}}}{{{C_1}{C_2} + {C_2}{C_3} + {C_1}{C_3}}} = \frac{{10.15.30}}{{10.15 + 15.30 + 10.30}} = 5\mu F$

Câu 80: Đáp án D

Mắc tiếp nối đuôi nhau thìUSD { Q_1 } = { Q_2 } = { Q_b } = { C_b } U = \ frac { { { C_1 }. { C_2 } } } { { { C_1 } + { C_2 } } } U = 7, { 2.10 ^ { 4 } } C $

Source: https://dichvubachkhoa.vn
Category : Linh Kiện Và Vật Tư