CÁC DẠNG BÀI TẬP VỀ TỤ ĐIỆN

     

Các dạng bài tập Tụ điện chọn lọc có đáp án chi tiết

Với những dạng bài xích tập Tụ điện tinh lọc có đáp án cụ thể Vật Lí lớp 11 tổng hợp các dạng bài bác tập, 50 bài bác tập trắc nghiệm bao gồm lời giải chi tiết với đầy đủ phương pháp giải, ví dụ như minh họa sẽ giúp học sinh ôn tập, biết cách làm dạng bài xích tập Tụ điện từ kia đạt điểm cao trong bài bác thi môn đồ gia dụng Lí lớp 11.

Bạn đang xem: Các dạng bài tập về tụ điện

*

Bài tập trắc nghiệm

Tụ điện là gì ? phương pháp giải bài tập về Tụ điện

A. Tóm tắt lý thuyết

1. Tụ điện:

• Định nghĩa: Tụ điện là một hệ hai trang bị dẫn đặt gần nhau và phân làn nhau bằng một lớp cách điện. Mỗi thứ dẫn đó gọi là một bạn dạng của tụ điện.

• Tụ điện dùng để làm chứa năng lượng điện tích.

• Tụ điện phẵng có hai bạn dạng kim loại phẳng đặt tuy vậy song cùng nhau và phân cách nhau bằng một lớp điện môi.

• Kí hiệu tụ điện

*

• cách tích điện mang lại tụ: Nối hai phiên bản của tụ năng lượng điện với hai cực của nguồn điện.

Độ béo điện tích bên trên mỗi phiên bản của tụ điện khi sẽ tích điện hotline là năng lượng điện của tụ điện.

2. Điện dung của tụ:

• Định nghĩa: Điện dung của tụ điện là đại lượng đặc thù cho năng lực tích điện của tụ điện ở một hiệu điện cố nhất định. Nó được xác định bằng yêu quý số của năng lượng điện của tụ điện với hiệu điện cố kỉnh giữa hai phiên bản của nó.

*

•Đơn vị: Fara (F)

1μF = 10-6F

1nF = 10-9F

1pF = 10-12F

•Các một số loại tụ điện: tụ không khí, tụ giấy, tụ sứ…

•Tụ gồm điện dung chuyển đổi gọi là tụ xoay.

•Trên vỏ tụ thường xuyên ghi 1 cặp số.

VD: 10μF - 250V: trong số ấy 10μF là điện dung của tụ

250V là giá chỉ trị số lượng giới hạn của hiệu điện thế có thể đặt vào tụ. Quá giới hạn đó, tụ có thể bị hỏng.

• năng lượng của năng lượng điện trường vào tụ:

*

B. Kĩ năng giải bài xích tập

- Áp dụng cách làm của tụ điện:

*

- cách làm tính năng lượng của tụ:

*

C. Bài bác tập trắc nghiệm

Câu 1: Tụ điện là

A. Hệ thống gồm nhị vật đặt gần nhau và phân làn nhau bởi một lớp dẫn điện.

B. Khối hệ thống gồm hai đồ gia dụng dẫn đặt gần nhau và chia cách nhau bởi một lớp phương pháp điện.

C. Khối hệ thống gồm hai đồ dẫn để tiếp xúc cùng với nhau và được phủ quanh bằng năng lượng điện môi.

D. Hệ thống hai đồ dùng dẫn đặt bí quyết nhau một khoảng chừng đủ xa.

Hướng dẫn:

Chọn B.

Tụ điện là một hệ hai thiết bị dẫn đặt gần nhau và phân cách nhau bằng một lớp biện pháp điện.

Câu 2: Để tích điện mang lại tụ điện, ta phải:

A. Mắc vào nhị đầu tụ một hiệu năng lượng điện thế.

B. Rửa xát các bạn dạng tụ với nhau.

C. để tụ gần đồ nhiễm điện.

D. đặt tụ sát nguồn điện.

Hướng dẫn:

Chọn A.

Để tích điện cho tụ điện, ta bắt buộc mắc vào hai đầu tụ một hiệu năng lượng điện thế.

Câu 3: trong số nhận xét đến tụ điện dưới đây, nhận xét nào không đúng?

A. Điện dung đặc thù cho năng lực tích năng lượng điện của tụ.

B. Điện dung của tụ càng phệ thì tích được điện lượng càng lớn.

C. Điện dung của tụ có đơn vị chức năng là Fara (F).

D. Hiệu điện cố gắng càng khủng thì điện dung của tụ càng lớn.

Hướng dẫn:

Chọn D.

Điện dung của tụ không nhờ vào vào hiệu điện núm giữa nhì bản.

Câu 4: nếu như hiệu điện nắm giữa hai bạn dạng tụ tăng 2 lần thì điện dung của tụ

A. Tăng 2 lần. B. Bớt 2 lần.

C. Tăng 4 lần. D. Không đổi.

Hướng dẫn:

Chọn D.

Điện dung của tụ điện không nhờ vào vào hiệu điện núm giữa hai phiên bản tụ đề xuất nếu hiệu điện chũm giữa hai phiên bản tụ tăng 2 lần thì năng lượng điện dung của tụ ko đổi.

Câu 5: trong các công thức sau, công thức chưa hẳn để tính năng lượng điện trường vào tụ năng lượng điện là

A. W = Q2/(2C). B. W = QU/2.

C. W = CU2/2. D. W = C2/(2Q).

Hướng dẫn:

Công thức tính năng lượng của tụ:

*

Câu 6: Một tụ tất cả điện dung 2 μF. Khi để một hiệu điện vắt 4 V vào 2 bạn dạng của tụ năng lượng điện thì tụ tích được một điện lượng là

A. 2.10-6 C. B. 16.10-6 C.

C. 4.10-6 C. D. 8.10-6 C.

Hướng dẫn:

Chọn D.

Điện tích Q = CU = 2.10-6.4 = 8.10-6C

Câu 7: Đặt vào hai đầu tụ một hiệu điện nạm 10 V thì tụ tích được một năng lượng điện lượng 20.10-9 C. Điện dung của tụ là

A. 2 μF. B. 2 mF.

C. 2 F. D. 2 nF.

Hướng dẫn:

Điện dung

*

Câu 8: Để tụ tích một năng lượng điện lượng 10 nC thì để vào nhị đầu tụ một hiệu điện cụ 2V. Để tụ kia tích được điện lượng 2,5 nC thì phải để vào hai đầu tụ một hiệu điện núm

A. 500 mV. B. 0,05 V.

C. 5V. D. đôi mươi V.

Hướng dẫn:

Chọn A.

Hiệu điện thế:

*

⇒ U2 = 0,5(V) = 500mV

Câu 9: hai đầu tụ 20 μF gồm hiệu điện cố kỉnh 5V thì tích điện tụ tích được là

A. 0,25 mJ. B. 500 J.

C. 50 mJ. D. 50 μJ.

Xem thêm: Thời Gian Hoàn Vốn Có Chiết Khấu Là Gì ? Công ThứC TíNh Ra Sao?

Hướng dẫn:

Chọn A.

Năng lượng của tụ:

*

Câu 10: nhì tụ điện chứa cùng một lượng năng lượng điện thì

A. Chúng phải bao gồm cùng năng lượng điện dung.

B. Hiệu điện nắm giữa hai phiên bản của tụ điện phải bởi nhau.

C. Tụ năng lượng điện nào gồm điện dung lớn hơn, sẽ có hiệu điện nắm giữa hai phiên bản lớn hơn.

D. Tụ điện nào tất cả điện dung mập hơn, sẽ có được hiệu điện cụ giữa hai bạn dạng nhỏ hơn.

Hướng dẫn:

Chọn D.

Hiệu điện thay giữa hai bạn dạng tụ điện U = Q/C

⇒ Q giống hệt thì tụ nào có C lớn hơn thế thì U nhỏ dại hơn.

Câu 11: năng lượng điện trường vào tụ điện.

A. Tỉ trọng với hiệu điện nỗ lực giữa hai bạn dạng tụ.

B. Tỉ lệ với điện tích trên tụ.

C. Tỉ trọng với bình phương hiệu điện thế giữa hai bạn dạng tụ.

D. Tỉ lệ với hiệu điện cố giữa hai phiên bản tụ với điện tích bên trên tụ.

Hướng dẫn:

Chọn C.

Năng lượng của năng lượng điện trường trong tụ:

*

⇒ tích điện điện trường vào tụ năng lượng điện tỉ lệ với bình phương hiệu điện nạm giữa hai bạn dạng tụ.

Câu 12: Một tụ năng lượng điện được tích điện bằng một hiệu điện nắm 10 V thì tích điện của tụ là 10 mJ. Nếu muốn tích điện của tụ là 22,5 mJ thì hai phiên bản tụ phải tất cả hiệu điện nuốm là

A. 15 V. B. 7,5 V.

C. đôi mươi V. D. 40 V.

Hướng dẫn:

Chọn A.

Năng lượng của năng lượng điện trường vào tụ:

*

Cách tính điện dung, năng lượng của tụ điện

A. Cách thức & Ví dụ

Vận dụng công thức:

- Điện dung của tụ điện:

*

- tích điện của tụ điện:

*

Ví dụ 1: Đặt vào hai đầu tụ điện một hiệu điện cầm 10V thì tụ tích được một điện lượng là 20.10-9 C. Điện dung của tụ là:

Hướng dẫn:

Ta có:

*

Ví dụ 2: Để tụ tích một điện lượng 10 nC thì đặt vào hai đầu tụ một hiệu điện gắng là 2V. Để tụ đó tích được một năng lượng điện lượng là 2,5 nC thì phải đặt vào nhị đầu tụ một hiệu điện thế:

Hướng dẫn:

Ta bao gồm điện dung của tụ là

*

Để tụ kia tích được một điện lượng là 2,5 nC thì phải kê vào nhị đầu tụ một hiệu điện thế:

*

Ví dụ 3: Một tụ năng lượng điện được tích điện bởi một hiệu điện nuốm là 10V thì năng lượng của tụ là 10mJ. Giả dụ muốn năng lượng của tụ là 22,5mJ thì phải kê vào nhị đầu tụ một hiệu điện thế:

Hướng dẫn:

Điện dung của tụ là

*

Nếu hy vọng W = 22,5.10-3 J thì

*

Ví dụ 4: Một tụ điện gồm điện dung C1 = 0,2 μF khoảng cách giữa hai bạn dạng là d1 = 5 centimet được hấp thụ điện cho hiệu điện vắt U = 100 V.

a) Tính năng lượng của tụ điện.

b) Ngắt tụ ra khỏi nguồn điện. Tính độ phát triển thành thiên tích điện của tụ khi dịch 2 bạn dạng lại gần còn phương pháp nhau d2 = 1 cm.

Hướng dẫn:

a) tích điện của tụ điện:

*

b) Điện dung của tụ điện:

*

+ Điện dung của tụ năng lượng điện lúc sau:

*

+ Điện tích của tụ thời gian đầu: quận 1 = C1U1 = 0,2.10-6.100 = 2.10-5 C

+ vì ngắt tụ ra khỏi nguồn nên điện tích ko đổi, bởi vì đó: q.2 = Q1

+ năng lượng lúc sau:

*

+ Độ biến đổi thiên năng lượng: ΔW = W2 – W1 = -8.10-4 J l = 0,3cm với điện trường giới hạn 100kV/cm vào lúc giữa, tuy nhiên song 2 bản. Tụ có hư không?

Hướng dẫn:

–Điện trường giữa hai bản tụ là:

*

a)Trường hợp điện trường giới hạn bằng 30 kV/cm: vì E gh đề xuất tụ không trở nên hư.

b)Trường hợp điện trường số lượng giới hạn bằng 100 kV/cm: Khi tất cả tấm thủy tinh, năng lượng điện dung của tụ tăng lên, năng lượng điện ở các phiên bản tụ tăng lên làm mang lại điện ngôi trường trong khoảng không khí cũng tăng lên.

Gọi E1 là cường độ điện trường trong phần ko khí; E2 là độ mạnh điện trường trong phần thủy tinh. Ta có:

U = E1(d – l) + E2l và

*

*

Vì E1 > Egh = 30 kV/cm buộc phải không khí bị đâm xuyên cùng trở nên dẫn điện, lúc ấy hiệu điện rứa U của nguồn để trực tiếp vào tấm thủy tinh, điện trường vào tấm thủy tinh là:

*
> Egh = 100 kV/cm đề xuất thủy tinh bị đâm xuyên, tụ điện bị hư.

B. Bài xích tập

Bài 1: Một tụ điện tất cả điện dung 2μF. Lúc đặt một hiệu điện cầm 4V vào hai bản tụ thì tụ năng lượng điện được điện lượng bằng bao nhiêu?

Lời giải:

Ta có: Q = CU = 2.10-6.4 = 8.10-6 C

Bài 2: nếu để vào nhì đầu tụ một hiệu điện cầm 4V thì tụ tích được năng lượng điện lượng là 2μ C. Nếu để vào nhị đầu tụ một hiệu điện chũm 10V thì tụ tích được năng lượng điện lượng bằng bao nhiêu?

Lời giải:

Ta có:

*
. Khi đặt vào nhị đầu tụ một hiệu điện cụ 10V thì tụ tích được năng lượng điện lượng là: Q = CU" = 0,5.10-6.10 = 5.10-6 C.

Bài 3: nhị đầu tụ có điện dung là trăng tròn μF thì hiệu điện vắt là 5V thì tích điện tích được bằng bao nhiêu?

Lời giải:

Năng lượng tích được là

*

Bài 4: thân hai phiên bản tụ phẳng biện pháp nhau 1 cm bao gồm một hiệu điện cầm 10V. độ mạnh điện trường trong tâm địa tụ bằng bao nhiêu?

Lời giải:

Ta có:

*

Bài 5: Một tụ điện bao gồm điện dung 5.10-6 F. Điện tích của tụ điện bởi 86 μC. Hiệu điện nắm trên hai bản tụ điện bằng bao nhiêu?

Lời giải:

Ta có:

*

Tụ điện phẳng

A. Phương thức & Ví dụ

Điện dung của tụ điện phẳng:

*

Trong đó: S là diện tích phần đối diện giữa 2 bản tụ (m2)

d là khoảng cách giữa 2 bản tụ (m)

ε là hệ số điện môi

+ Đối với tụ điện trở thành thiên thì phần đối diện của hai bạn dạng sẽ cầm cố đổi.

+ bí quyết chỉ áp dụng cho ngôi trường hợp chất điện môi che đầy không gian gian giữa hai bản. Trường hợp lớp điện môi chỉ chiếm 1 phần khoảng không gian giữa hai bản thì rất cần được phân tích, lập luận new tính được năng lượng điện dung C của tụ điện.

Ví dụ 1: Một tụ phẳng có các phiên bản hình tròn nửa đường kính 10 cm, khoảng cách và hiệu điện nuốm hai bạn dạng tụ là một trong cm; 108 V. Thân hai bạn dạng là ko khí. Tìm điện tích của tụ điện.

Hướng dẫn:

Ta gồm điện dung của tụ điện

*

Điện tích của tụ Q = CU = 2,78.10-11.108 = 3.10-9 C

Ví dụ 2: Một tụ điện phẳng không khí có điện dung C = 500 pF tích điện cho hiệu điện nắm U = 300 V.

a) Ngắt tụ ngoài nguồn, nhúng vào hóa học điện môi lỏng ε = 2. Hiệu điện thế, năng lượng điện trường giữa nhị bản tụ điện bằng bao nhiêu?

b) Vẫn nối tụ với nguồn, nhúng vào chất điện môi lỏng ε = 2. Hiệu điện thế, năng lượng điện trường giữa nhì bản tụ bằng bao nhiêu?

Hướng dẫn:

a) lúc đặt trong ko khí năng lượng điện của tụ là Q = CU = 500.10-12.300 = 1,5.10-7 C.

Ngắt tụ khỏi nguồn và nhúng vào chất điện môi thì:

- Điện tích trên tụ là không đổi Q’ = Q = 1,5.10-7 C

- Điện dung của tụ tăng

*

- Hiệu điện chũm của tụ hôm nay là

*

- Năng lượng trong lòng bản tụ:

*

b) Vẫn nối tụ với nguồn và nhúng vào chất điện môi thì:

- Hiệu điện thế trên tụ ko đổi: U’ = U = 300 V

- Điện dung của tụ tăng:

*

- Điện tích tích bên trên tụ tăng : Q = C’U’ = 300.10-9 C

- Năng lượng vào lòng tụ tăng:

*

Ví dụ 3: Tụ năng lượng điện phẳng không khí điện dung C = 2pF được tích điện ở hiệu điện thế U = 600 V.

a) Tính điện tích Q của tụ.

b) Ngắt tụ khỏi nguồn, đưa hai bản tụ ra xa để khoảng cách tăng gấp 2. Tính C1, Q1, U1, W1 của tụ.

c) Vẫn nối tụ với nguồn, đưa hai bản tụ ra xa để khoảng cách tăng gấp 2 lần. Tính C2, Q2, U2 của tụ.

Hướng dẫn:

a) Điện tích của tụ: Q = CU = 2.10-2.600 = 1,2.10-9 C.

b) khi ngắt tụ khỏi nguồn: điện tích tụ ko đổi nên q1 = Q = 1,2.10-9 C

Điện dung của tụ điện:

*

Hiệu điện thế của tụ điện:

*

c) lúc vẫn nối tụ với nguồn điện: hiệu điện thế giữa nhị bản tụ không đổi: U2 = U = 600 V

Điện dung của tụ:

*

Điện tích của tụ: q.2 = C2U2 = 10-12.600 = 0,6.10-9 C.

Ví dụ 4: Hai phiên bản tụ điện phẳng bao gồm dạng hình tròn trụ bán kính R = 60 cm, khoảng cách giữa các bạn dạng là d = 2mm. Giữa hai bản là không khí. Có thể tích điện mang lại tụ điện một điện tích lớn số 1 là từng nào để tụ điện không trở nên đánh thủng ? biết rằng điện trường lớn nhất mà không khí chịu được là 3.105 V/m.

Hướng dẫn:

Điện dung của tụ điện

*

Hiệu điện thế khủng nhất hoàn toàn có thể đặt vào nhì đầu bạn dạng tụ là U = Ed = 3.105.0,002 = 600 V.

Điện tích lớn nhất tụ tích được để không biến thành đánh thủng là Q = CU = 5.10-9.600 = 3.10-6 C

B. Bài tập

Bài 1: Hai phiên bản tụ năng lượng điện phẳng tất cả dạng hình trụ bán kính R = 60 cm, khoảng cách giữa hai phiên bản là d = 2 mm. Giữa hai bạn dạng là không khí. Tính điện dung của tụ điện.

Lời giải:

Điện dung của tụ điện

*

Bài 2: Một tụ điện phẳng được mắc vào hai cực của một nguồn điện tất cả hiệu điện thế 50 V. Ngắt tụ điện thoát khỏi nguồn rồi kéo cho khoảng cách giữa hai bạn dạng tụ tăng lên gấp hai lần. Tìm hiệu điện cụ của tụ lúc đó.

Xem thêm: Mẫu Giấy Viết Chữ Đẹp 5 Ô Li Viết Chữ Đẹp, Mẫu Giấy 5 Ô Ly

Lời giải:

Ta có: d’ = 2d. Ngắt tụ ra khỏi nguồn thì điện tích trên tụ ko đổi: Q = CU = C’U’

*

Bài 3: cho 1 tụ năng lượng điện phẳng nhưng hai bạn dạng có dạng hình tròn bán kính 2 centimet và để trong không khí. Hai phiên bản cách nhau 2 mm. Rất có thể đặt một hiệu điện thế lớn nhất là bao nhiêu vào hai bạn dạng tụ điện đó ? cho thấy điện trường tiến công thủng đối với không khí là 3.106 V/m.

Lời giải:

Hiệu điện thế mập nhất hoàn toàn có thể đặt vào hai bản tụ là U = Emaxd = 3.106.2.10-3 = 6000 V.