Bài tập tụ điện mắc nối tiếp và song song
|
Giải Bài Tập Vật Lí 11 – Bài 7: Tụ điện (Nâng Cao) giúp HS giải bài tập, nâng cao khả năng tư duy trừu tượng, khái quát, cũng như định lượng trong việc hình thành các khái niệm và định luật vật lí: Lời giải: Đối với một tụ điện xác định, thương số Q/U là một hằng số đặc trưng cho khả năng tích điện của tụ điện cho nên câu nói đó là sai. Lời giải:  Trong tụ C và d là hằng số.
Vậy: Cường độ điện trường tỉ lệ với điện tích của tụ. Do vậy phát biểu trên là đúng. Lời giải: Điện dung tương đương của bộ gồm n tụ điện ghép song song với nhau là: C = C1 + C2 + … + Cn = ΣCi → C > Ci Do vậy điện dung của bộ tụ sẽ lớn hơn điện dung của mỗi tụ điện trong bộ. Lời giải: Khi ghép nối tiếp bộ tụ gồm n tụ, thì bản thứ hai của tụ thứ (i – 1) sẽ nối với bản thứ nhất của tụ thứ i. Khi chưa đặt bộ tụ một hiệu điện thế thì các bản tụ trung hòa điện, tức là không có điện tích. Khi đặt vào hai đầu tụ một hiệu điện thế U thì các bản tụ sẽ tích điện là do: nếu các electron ở bản thứ nhất của tụ thứ i dồn về phía bản thứ hai của tụ thứ (i – 1) thì bản thứ nhất của tụ thứ n tích điện dương và bản thứ hai của tụ thứ (i – 1) sẽ tích điện âm sao cho tổng điện tích của chúng bằng không. Trong đó Qi = điện tích của tụ thứ i ⇒ Khi ghép nối tiếp thì điện tích của các tụ điện bằng nhau Lời giải: Điện dung tương đương của bộ gồm n tụ điện ghép nối tiếp: Do vậy điện dung của bộ tụ sẽ nhỏ hơn điện dung của mỗi tụ điện trong bộ Lời giải: Tụ điện phẳng gồm hai bản kim loại đặt đối diện và song song với nhau và ngăn cách với nhau bằng chất điện môi Lời giải: Thương số
đặc trưng cho khả năng tích điện của tụ điện và gọi là điện dung của tụ điện Lời giải: Điện dung của tụ phụ thuộc vào: • Hình dạng, kích thước của hai bản tụ • Khoảng cách giữa hai bản • Chất điện môi giữa hai bản Công thức tính điện dung của tụ điện phẳng: Trong đó: S là phần diện tích đối điện của hai bản tụ d là khoảng cách giữa hai bản ε là hằng số điện môi của chất điện môi chiếm đầy giữa hai bản Lời giải: Hiệu điện thế giới hạn của tụ là hiệu điện thế được phép lớn nhất đặt vào hai bản tụ Umax để tụ còn chưa bị đánh thủng. Lời giải: Sơ đồ bộ tụ điện gồm ba tụ điện ghép song song hình 7.1 Công thức: Css=C1+C2+C3 Lời giải: Sơ đồ bộ tụ điện gồm ba tụ điện ghép song song hình vẽ:
Công thức tính điện dung của bộ tụ: Bốn tụ điện như nhau, mỗi tụ điện có điện dung C và được ghép nối tiếp với nhau. Điện dung của bộ tụ điện đó bằng: A. 2C B. C/2 C. 4C D. C/4 Lời giải: Ta có: C1 = C2 = C3 =C4 = C. Khi ghép nối tiếp với nhau, điện dung của bộ tụ điện đó bằng: Đáp án: D Bốn tụ điện như nhau, mỗi tụ điện có điện dung C và được ghép song song với nhau. Điện dung của bộ tụ điện đó bằng. A. 2C B. C/2 C. 4C D. C/4 Lời giải: Ta có: C1=C2=C3=C4=C. Khi ghép song song với nhau, điện dung của bộ tụ điện đó bằng: C=C1+C2+C3+C4=4C Đáp án: C Lời giải: Điện tích của tụ điện khi được mắc vào nguồn U = 220V là: Q = CU = 500.10-12.220 = 110.10-9 C = 0,11.10-6 C = 0,11 μC Đáp án: Q = 0,11 μC a) Tính điện dung của tụ điện đó b) Có thể đặt một hiệu điện thế lớn nhất là bao nhiêu vào hai bản của tụ điện đó? Cho biết điện trường đánh thủng đối với không khí là 3.106 V/m. Lời giải: a) Điện dung của tụ điện là:
b) Hiệu điện thế lớn nhất giữa hai bản tụ là: Umax = Emax.d = 3.106.2.10-3 = 6.103 = 6000 V Đáp số: a) C = 5,5 pF b) U = 6000 V Lời giải: Điện dung của tụ điện: Do tụ điện được ngắt ra khỏi nguồn nên điện tích trên hai bản tụ không thay đổi Dựa trên công thức tính điện dung ta thấy C tỉ lệ nghịch với d. Khi d2 = 2.d1 thì C2 = C1/2 Mặt khác U tỉ lệ nghịch với C khi Q không đổi nên: U2 = 2U1 = 2.50 = 100V Đáp số: U = 100V a) Hiệu điện thế U b) Điện tích của tụ điện kia Lời giải: a) Giả sử tụ 1 có điện tích: Q1 = 3.10-5 C Khi đó hiệu điện thế hai đầu tụ điện thứ nhất là : Theo giả thiết, bộ tụ điện được mắc vào nguồn điện có hiệu điện thế U < 60V nên điều giả sử trên là không đúng. Vậy tụ hai có: Q2 = 3.10-5 C Khi đó hiệu điện thế hai đầu tụ điện thứ hai:
Vậy hiệu điện thế U = 50V b) Vì hai tụ ghép song song nên U1 = U2 = U = 50V Điện tích của tụ C1: Q1 = C1.U1 = 0,4.10-6.50 = 2.10-5 C Đáp số: U=50V; Q1 = 2.10-5 C Lời giải: Ba tụ điện ghép nối tiếp nên điện dung của bộ tụ: Vậy Cnt = 5,45 pF Đáp số: Cnt = 5,45 pF a) Điện dung và điện tích của bộ tụ điện đó. b) Hiệu điện thế và điện tích trên mỗi tụ. Lời giải: a) Điện dung của bộ tụ: Bộ tụ điện bao gồm: C1 mắc song song với (C2 nt với C3) Điện tích của bộ tụ điện: Q = Cb.U = 5.10-6.10 = 5.10-5 C b) Hiệu điện thế và điện tích trên mỗi tụ điện: + Với tụ C1: U1 = UMN = 10V Q1 = C1.U1 = 3.10-6.10 = 3.10-5 C + Với tụ C2 nt C3: Q2 = Q3 = C23.UMN = 2.10-6.10 = 2.10-5 C Đáp số: a) Cb = 5μF b) U1 = 10V; Q1 = 3.10-5 C; Q2 = 2.10-5 C; U2 = U3 = 5V |
