Đăng Nhập      Đăng ký Quên mật khẩu
Chương Trình Vật Lý Lớp 11
Câu Hỏi Thường Gặp
Cài Đặt Phần Mềm Hỗ Trợ
Giới Thiệu Gói Bài Học
Hướng Dẫn Học Viên
Thông Tin Người Dùng
Họ tên: Khách viếng thăm
Nickname: guest
Trường: N/A
Quận (huyện): N/A
Tỉnh (Thành phố): N/A
Ngày tham gia: 2/23/2017 12:29:27 AM
Dịch Vụ Hỗ Trợ
Thông Tin về Cadasa
Giới thiệu Chương trình Vật Lý lớp 11
Bạn cần đăng nhập hệ thống để học hết bài học.
Lệ phí : 6.000 Đồng
CHƯƠNG 1: ĐIỆN TÍCH. ĐIỆN TRƯỜNG
Tụ điện.
Số phần: 4 phần
Số lần xem tối đa: 6 lần/phần
bai giang chuyen de Toan
Đánh giá bài giảng:

TỤ ĐIỆN

Nội dung bài học:

1. Bài giảng:

- Khái niệm tụ điện.

- Điện dung của tụ điện phẳng.

- Năng lượng của tụ điện.

- Mật độ năng lượng điện trường

- Một số ví dụ và bài tập liên quan.

2. Bài tập.

- Với 8 bài tập tiêu biểu về tụ điện, năng lượng tụ điện, mật độ năng lượng điện trường được trích từ sách vật lý nâng cao, các đề kiểm tra của các trường. Tất cả được khái quát thành vấn đề sau :

Vấn đề  : Tụ điện.

** Qua bài học này, các bạn sẽ biết được khái niệm tụ điện, năng lượng tụ điện, mật độ năng lượng điện trường và phương pháp giải các bài tập về tụ điện. Những nội dung này sẽ có trong ôn thi học kỳ và trong các đề kiểm tra.


BÀI. TỤ ĐIỆN

TÓM TẮT LÝ THUYẾT

Tụ điện là gì  ?

Tụ điện là 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.

1. Công thức định nghĩa điện dung của tụ điện: 
                               

2.  Điện dung của tụ điện phẳng:
                                

3.  Điện dung của n tụ điện ghép song song: C = C1 + C2 + ......+ Cn

4.  Điện dung của n tụ điện ghép nối tiếp:  .

5.  Năng lượng của tụ điện:
                                         .

6. Mật độ năng lượng điện trường:
                                         


Bài tập 1

Bài 1: Một tụ điện có ghi 40mF – 220V.

a. Hãy giải thích các số ghi trên tụ điện nói trên ?

b. Nếu nối tụ điện trên vào một nguồn điện có hiệu điện thế 150V, hãy tính điện tích mà tụ điện trên tích được ?

c. Tính điện tích tối đa mà tụ điện có thể tích được ?

d. Năng lượng tối đa của tụ điện trên bằng bao nhiêu ?

Bài 2*: Một tụ điện không khí có điện dung 50 pF, khoảng cách giữa 2 bản tụ là 5mm. Hãy tính điện tích tối đa mà tụ có thể tích được biết rằng khi cường độ điện trường trong không khí lên đến 3.106 V/m thì không khí có thể dẫn điện ?

Bài 3 :  Một tụ điện phẳng có điện dung 400 pF được tích điện dưới hiệu điện thế 60V, khoảng cách giữa 2 bản tụ là 0,5 mm.

a. Tính điện tích của tụ điện.

b. Tính cường độ điện trường giữa 2 bản.

c. Năng lượng giữa 2 bản tụ điện lúc này là bao nhiêu ?

Bài 4:  Nối một tụ điện  với một nguồn điện có hiệu điện thế U = 50V, thì xác định được năng lượng giữa 2 bản tụ là 100J.

a. Xác định điện dung và lượng điện tích tối đa mà tụ điện trên đã tích được ?

b. Nếu khoảng cách giữa 2 bản tụ là 1mm, hãy tính cường độ điện trường giữa 2 bản tụ ?

c. Nếu thay đổi hiệu điện thế giữa 2 bản tụ thì điện dung của tụ điện có thay đổi hay không ?

Bài 5: Một tụ điện có điện dung C = 4mF, có khả năng chịu được điện áp tối đa là 220V, đem tụ điện nói trên nối vào bộ nguồn có hiệu điện thế U = 150V.

a. Tính điện tích mà tụ tích được ?

b. Điện tích tối đa mà tụ tích được là bao nhiêu ?

c. Nếu nối vào điện áp 220V thì điện trường ở giữa 2 bản tụ có cường độ E bằng bao nhiêu ? Cho biết khoảng cách giữa 2 bản tụ là 0,2 mm.

d. Năng lượng điện trường của tụ điện khi được nối vào điện áp 150V ?

Bài 6: Dùng nguồn điện có HĐT U= 110V để nối vào một tụ điện và tích điện cho tụ. Sau một thời gian tách tụ điện ra khỏi nguồn thì xác định được tụ điện có điện tích q = 0,00011C.

a. Hãy xác định điện dung của tụ điện nói trên ?

b. Năng lượng của điện trường giữa 2 bản tụ là bao nhiêu ?

Bài 7 : Tính điện dung tương đương, điện tích, hiệu điện thế trong mỗi tụ điện ở các trường hợp sau (hình vẽ).


Bài 8
: Cho bộ tụ mắc như hình vẽ: C1 = 1 mF, C2 = 3 mF, C3 = 6 mF, C4 = 4 mF. UAB = 20 V.                       

Tính điện dung bộ tụ, điện tích vào hiệu điện thế mỗi tụ khi.
                                      

a.  K mở.                                                                                                         

b.  K đóng.


Mời các bạn xem video bài giải ở Tab Bài giảng
Bài tập 2

Bài 1. Một tụ điện phẳng có hai bản kim loại, ở giữa có một lớp điện môi có hằng số điện môi bằng 5. Người ta đặt nó vào trong một cái họp bằng kim loại cách điện với tụ điện, sao cho khoảng cách giữa thành hộp và các bản tụ điện bằng một nửa khoảng cách giữa hai bản.Hỏi điện dung của tụ điện thay đổi như thế nào?
Đáp án: (C//C=e+1/e)

Bài 2. Tụ điện phẳng gồm hai bản tụ hình vuông cạnh a = 20cm đặt cách nhau d = 1cm, chất điện môi giữa hai bản là thủy tinh có e =6. Hiệu điẹn thế giữa hai bản U = 50V

a, Tính điện dung của tụ điện            

b, Tính điện tích của tụ điện             

c, Tính năng lượng của tụ điện. Tụ điện có dùng làm nguồn được không ?    
Đáp án: a, 212,4F          b, 10,6nC                      c, 266nJ

Bài 3. Một tụ điện phẳng không khí, hai bản hình tròn có bán kính 30cm, khoảng cách giữa hai bản là 5mm.

a. Nối hai bản với HĐT 500V. Tính điện tích của tụ điện?

b. Sau đó cắt tụ điện khỏi nguồn điện và đưa vào khoảng giữa hai bản một tấm kim loại phẳng bề dày d1=1mm theo phương song song với các bản. Tìm HĐT giữa hai bản khi đó?

c. Thay tấm kim loại bởi một tấm điện môi có bề dày d2=3mm và có hằng số diẹn môi bằng 6. Tìm HĐT mới khi đó.
Đáp án: a. C = 2,5.10-7C; b. U = 400V;  c. U = 250V 

Bài 4. Tụ điện phẳng không khí có điện dung C = 500pF được tích điện đến hiệu điện thế U = 300V

a. Tính điện tích Q của tụ điện

b. Ngắt tụ ra khỏi nguồn. Nhúng tụ điện vào chất điện môi lỏng có e =2 Tính điện dung C1, điện tích Q1 và hiệu điện thế U1 của tụ lúc đó

c. Vẫn nối tụ điện với nguồn. Nhúng tụ điện vào chất điện môi lỏng e = 2. Tính C2, Q2, U2 của tụ.


Đáp án: a, Q = 150nC b, C1 =1000pF, Q1 = 150 nC, U1 = 150 V   c, C2 = 1000pF, Q2 = 300nC, U2 = 300 V

Bài 5. Cho mạch điện như hình vẽ:

C1 = 2mF, C2 = 4mF, C3 = 6mF, C4 = C5 = 6mF, C6 = 8mF

Tính UAB và điện tích các tụ. Cho biết q4 = 12.10-6C.
Đáp án: UAB = 1 V, q1 = 2mC, q2 = 4mC, q3= 6mC, q5 = 18mC, q6 = 30mC

Bài 6. Tụ điện phẳng không khí, bản tụ hình tròn bán kính R = 48cm, cách nhau đoạn d = 4cm. Nối tụ với hiệu điện thế U =  100V

a. Tìm điện dung và điện tích của tụ, cường độ điện trường giữa 2 bản tụ

b. Ngắt tụ khỏi nguồn rồi đưa vào khoảng giữa hai bản một tấm kim loại có chiều dày l =2cm. Tìm điện dung và hiệu điện thế tụ. Kết quả thế nào nếu tấm kim  loại mỏng ( l= 0)

c. Thay tấm kim loại bằng tấm điện môi dày l = 2cm, hằng số  điện môi e = 7. Tìm điện dung và hiệu điện thế của tụ.

Đáp án: a, C = 160 pF; Q = 16 nC; E = 2500 V/m       b, C1 = 320 pF; Q1 = 16 nC; U1 = 50 V

       c, C =  280 pF; Q2 = 16 nC; U2 =  57 V

Bài 7. Tụ phẳng có diện tích mỗi bản là S = 100cm2, khoảng cách giữa hai bản d = 1mm, giữa hai bản là không khí. Tìm hiệu điện thế tối đa có thể đặt vào hai bản tụ và điện tích cực đại mà tụ có thể tích được. Biết điện trường giới hạn đối với không khí là 3.106V/m

Đáp số: Ugh = 3000V, Qmax = 26,55.10-8C

Bài 8. Ba tụ  C1 = 1mF; C2 = 2mF; C3 = 3mF cú hiệu điện thế giới hạn lần lượt như sau: U1 = 1000V; U2 = 200 V; U3 = 500 V mắc thành bộ. Cỏch mắc nào cú hiệu điện thế giới hạn của bộ tụ điện lớn nhất? Tính điện dung và hiệu điện thế của bộ tụ lỳc này

Đáp án: C = 5/6 mF; Ugh = 1200 V

Bài 9. Một bộ tụ điện gồm n = 10 tụ điện có điện dung giống nhau ghép nối tiếp với nhau. Bộ tụ điện được nối với hiệu điện thế U = 150V

a. Xác định độ biến thiên năng lượng của bộ tụ điện sau khi có một tụ bị đánh thủng? Nhận xét kq thu được       

b. Khi tụ điện nói trên bị đánh thủng thì năng lượng của bộ tụ bị tiêu hao do sự phóng điện. Tìm năng lượng tiêu hao đó. Cho biết điện dung của mỗi tụ điện là C = 8mF .

Đáp số: a, DW = 0,001J            b, DWth = 0,001J      

Bài 10. Tụ C1 = 0,5mF được tích điện đến hiệu điện thế U1 = 90V rồi ngắt ra khỏi nguồn. Sau đó tụ C1 được mắc song song với tụ C2 = 0,4mF chưa tích điện. Tính năng lượng của tia lửa điện phát ra khi nối hai tụ với nhau.
Đáp số: Dw = 0,9.10-3          


Mời các bạn xem video bài giải ở Tab Bài giảng
Mời bạn nhấn vào link dưới đây để làm bài kiểm tra:

Bài kiểm tra - Tụ điện - Đề số 1
Bài kiểm tra - Tụ điện - Đề số 2
Ý kiến và trao đổi về bài giảng
Mã xác nhận: