Bài tập Tụ điện: Giải bài 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 trang 33 SGK Vật lí 11

Nội dung bài viết này các em sẽ vận dụng kiến thức lý thuyết ở trên để giải một số bài tập về Tụ điện: Giải bài 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 trang 33 SGK Vật lí 11 bài học 6. Qua đó rèn luyện được kỹ năng giải bài tập đồng thời giúp ghi nhớ kiến thức lý thuyết tốt hơn.

• Lý thuyết Vật lí 11 Bài 6: Tụ điện

* Bài 1 trang 33 SGK Vật Lý 11: Tụ điện là gì? Tụ điện phẳng có cấu tạo như thế nào?

> Lời giải:

• Tụ điện là một hệ hai vật dẫn đặt gần nhau và ngăn cách nhau bằng một lớp cách điện. Nó dùng để tích điện.

• Công dụng của tụ điện: tích và phóng điện trong mạch điện.

• Tụ điện phẳng: cấu tạo gồm hai bản kim loại phẳng đặt song song với nhau và ngăn cách nhau bằng một lớp điện môi.

• Ký hiệu tụ điện trong mạch điện là: C

* Bài 2 trang 33 SGK Vật Lý 11: Làm thế nào để tích điện cho tụ điện? Người ta gọi điện tích của tụ điện là điện tích của bản nào?

> Lời giải:

• Để tích điện cho tụ, người ta nối hai bản tụ với hai cực của nguồn điện. Bản nối với cực dương sẽ tích điện dương, bản nối với cực âm sẽ tích điện âm. Điện tích của hai bản có độ lớn bằng nhau nhưng trái dấu.

• Người ta gọi điện tích của bản dương là điện tích của tụ điện.

* Bài 3 trang 33 SGK Vật Lý 11: Điện dung của tụ điện là gì?

> Lời giải:

• Điện dung của tụ điện là đại lượng đặc trưng cho khả năng tích điện của tụ điện ở một hiệu điện thế nhất định, được xác định bằng thương số của điện tích của tụ điện với hiệu điện thế giữa hai bản của nó.

• Công thức tính điện dung của tụ điện: 

• Đơn vị điện dung: Fara (F)

* Bài 4 trang 33 SGK Vật Lý 11: Năng lượng của một tụ điện tích điện là dạng năng lượng gì?

> Lời giải:

- Khi tụ điện tích điện, giữa hai bản tụ tồn tại một điện trường ⇒ Năng lượng của một tụ điện tích điện là năng lượng điện trường.

* Bài 5 trang 33 SGK Vật Lý 11: Gọi Q, C và U là điện tích, điện dung và hiệu điện thế giữa hai bản của một tụ điện. Phát biểu nào dưới đây là đúng?

 A. C tỉ lệ thuận với Q

 B. C tỉ lệ nghịch với U

 C. C phụ thuộc vào Q và U

 D. C không phụ thuộc vào Q và U.

Hãy lựa chọn câu phát biểu đúng.

> Lời giải:

• Chọn đáp án: D. C không phụ thuộc vào Q và U.

• Điện dung của tụ điện được tính bởi công thức:

  và 

⇒ C chỉ phụ thuộc vào cấu tạo của tụ điện, không phụ thuộc vào Q và U.

* Bài 6 trang 33 SGK Vật Lý 11: Trong trường hợp nào dưới đây, ta không có một tụ điện?

Giữa hai bản kim loại là một lớp

 A. Mica

 B. Nhựa pôliêtilen

 C. Giấy tẩm dung dịch muối ăn

 D. Giấy tẩm parafin.

> Lời giải:

• Chọn đáp án: C. Giấy tẩm dung dịch muối ăn

- Vì dung dịch muối ăn là chất dẫn điện nên trường hợp C không phải là tụ điện.

* Bài 7 trang 33 SGK Vật Lý 11: Trên vỏ một tụ điện có ghi 20μF-200V. Nối hai bản của tụ điện với một hiệu điện thế 120V.

a) Tính điện tích của tụ điện.

b) Tính điện tích tối đa mà tụ điện tích được.

> Lời giải:

a) Trên vỏ một tụ điện có ghi 20μF – 200V.

 ⇒ C = 20 μF = 20.10^-6 F, U_max = 200V

- Khi nối hai bản của tụ điện với hiệu điện thế 120V thì tụ sẽ tích điện là:

 Q = C.U = 20.10^-6.120 = 2400.10^-6 (C)

 = 24.10^-4 (C) = 2400 (μC)

b) Điện tích tối đa mà tụ tích được (khi nối hai đầu tụ vào hiệu điện thế 200V):

 Q_max = C.U_max = 20.10^-6.200

 = 4.10^-3 (C) = 4000 (μC)

• Kết luận: a) Q = 24.10^-4 (C); b) Q_max = 4.10^-3 (C).

* Bài 8 trang 33 SGK Vật Lý 11: Tích điện cho một tụ điện có điện dung 20μF dưới hiệu điện thế 60V. Sau đó cắt tụ điện ra khỏi nguồn.

a) Tính điện tích q của bản tụ.

b) Tính công mà điện trường trong tụ điện sinh ra khi phóng điện tích Δq = 0,001q từ bản dương sang bản âm.

c) Xét lúc điện tích của tụ chỉ còn bằng q/2 . Tính công mà điện trường trong tụ sinh ra khi phóng điện tích Δq như trên từ bản dương sang bản âm lúc đó.

> Lời giải:

a) Điện tích của tụ điện:

 q = C.U = 20.10^-6.60 = 12.10^-4(C).

b) Khi trong tụ phóng điện tích Δq = 0,001q từ bản dương sang bản âm, điện trường bên trong tụ điện đã thực hiện công là:

 A = Δq.U = 0,001q.U = 0,001.12.10^-4.60 = 72.10^-6 (J).

c) Điện tích tụ:

- Khi có lượng điện tích Δq' = 0,001q' phóng từ bản dương sang bản âm thì điện trường đã thực hiện một công:

 A'= Δq'.U = 0,001.6.10^-4.60 = 36.10^-6 (J).

• Kết luận: a) q = 12.10^-4 (C);

 b) A = 72.10^-6 (J); c) A'= 36.10^-6 (J).