Chương 1 bài 6 tụ điện

Bài 6:TỤ ĐIỆN – NĂNG LƯỢNG ĐIỆN TRƯỜNG Tụ điện + Tụ điện hệ hai vật dẫn đặt gần ngăn cách lớp cách điện Mỗi vật dẫn gọi tụ điện + Tụ điện dùng để chứa điện tích + Tụ điện dụng cụ dùng phổ biến mạch điện xoay chiều mạch vơ tuyến Nó có nhiệm vụ tích phóng điện mạch điện + Độ lớn điện tích tụ điện tích điện gọi điện tích tụ điện Q + Điện dung tụ điện C = U đại lượng đặc trưng cho khả tích điện tụ điện hiệu điện định + Đơn vị điện dung fara (F) εS + Điện dung tụ điện phẵng C = 9.10 4πd Trong S diện tích (phần đối diện); d khoảng cách hai ε số điện môi lớp điện môi chiếm đầy hai + Mỗi tụ điện có hiệu điện giới hạn Khi hiệu điện hai tụ vượt hiệu điện giới hạn lớp điện môi hai tụ bị đánh thủng, tụ điện bị hỏng + Ghép tụ điện * Ghép song song: U = U1 = U2 = … = Un; Q = q1 + q2 + … + qn; C = C1 + C2 + … + Cn * Ghép nối tiếp: Q = q1 = q2 = … = qn; U = U1 + U2 + … + Un; 1 1 = + + + C C1 C Cn 1 Q2 + Năng lượng tụ điện tích điện: W = QU = C = CU2 Bài tập tự luận Tụ điện phẳng gồm hai tụ có diện tích 0,05 m² đặt cách 0,5 mm, điện dung tụ nF Tính số điện môi lớp điện môi hai tụ Đs 3,4 Một tụ điện phẳng khơng khí có điện dung 3,5 pF, diện tích cm² đặt hiệu điện 6,3 V Tính a khoảng cách hai tụ b Cường độ điện trường hai Đs 1,26 mm 5000 V/m Một tụ điện khơng khí tích điện lượng 5,2.10–9 C điện trường hai tụ 20000 V/m Tính diện tích tụ Đs 0,03 m² tụ điện phẳng nhơm có kích thước cm x cm điện mơi dung dịch axêton có số điện mơi 20 khoảng cách hai tụ điện 0,3 mm Tính điện dung tụ điện Đs 1,18.10–9 F Một tụ điện phẳng khơng khí có hai cách mm có điện dung 2.10–11 F mắc vào hai cực nguồn điện có hiệu điện 50V Tính diện tích S tụ điện điện tích Q tụ điện Tính cường độ điện trường hai bản? Đs 22,6 cm², 10–9 C, 5.104 V/m 6 Một tụ điện phẳng khơng khí, điện dung 40 pF, tích điện cho tụ điện hiệu điện 120V a Tính điện tích tụ b Sau tháo bỏ nguồn điện tăng khoảng cách hai tụ lên gấp đôi Tính hiệu điện hai tụ Đs 48.10–10 C, 240 V Tụ điện phẳng khơng khí có điện dung C = 500 pF tích điện đến hiệu điện 300 V a Tính điện tích Q tụ điện b Ngắt tụ điện khỏi nguồn nhúng tụ điện vào chất điện mơi lỏng có ε = Tính điện dung C1, điện tích Q1 hiệu điện U1 tụ điện lúc c Vẫn nối tụ điện với nguồn nhúng tụ điện vào chất điện mơi lỏng có ε = Tính C2, Q2, U2 tụ điện Đs a 150 nC; b C1 = nF, Q1 = 150 nC, U1 = 150 V; c C2 = nF, Q2 = 300 nC, U2 = 300 V Tụ điện phẳng gồm hai tụ hình vng cạch a = 20 cm đặt cách cm Chất điện môi hai có ε = Hiệu điện hai U = 50 V Tính lượng tụ điện Đs 266 nJ Một tụ điện phẳng điện dung C = 0,12 μF có lớp điện mơi dày 0,2 mm có số điện mơi ε = Tụ đặt hiệu điện U = 100 V a Tính điện tích lượng tụ b Sau tích điện, ngắt tụ khỏi nguồn mắc tụ cho vào hai tụ điện C1 = 0,15 μF chưa tích điện Tính điện tích tụ điện, hiệu điện lượng tụ Đs a 12 μC 0,6 mJ b 12 μC, 44,4 V, 0,27 mJ 10 Một tụ điện μF tích điện hiệu điện 12V Tính cơng trung bình mà nguồn điện thực để đưa 1e từ mang điện tích dương đến mang điện tích âm? Đs 9,6.10–19 J 11 Có tụ điện, tụ điện có điện dung C1 = μF tích điện đến hiệu điện U1 = 100 V; tụ điện có điện dung C2 = μF tích điện đến hiệu điện U2 = 200 V Nối tích điện dấu với Tính hiệu điện thế, điện tích tụ điện nhiệt lượng tỏa sau nối 12 Ba tụ điện có điện dung C1 = nF; C2 = nF; C3 = nF mắc nối tiếp thành Hiệu điện đánh thủng tụ điện 4000 V Hỏi tụ điện chịu hiệu điện U = 11000 V không? ĐS Không Bộ bị đánh thủng 13 Ba tụ điện có điện dung C1 = μF; C2 = μF; C3 = μF chịu hiệu điện lớn tương ứng 1000V; 200V; 500V Đem tụ điện mắc thành Với cách mắc tụ điện chịu hiệu điện lớn Tính điện dung hiệu điện tụ điện ĐS C1 nt (C2//C3); 1200 V; 5/6 μF Trắc nghiệm Câu Một tụ điện điện dung 5μF tích điện đến điện tích 86μC Tính hiệu điện hai tụ A 17,2V B 27,2V C 37,2V D 47,2V Câu Một tụ điện điện dung 24nF tích điện đến hiệu điện 450V có electron di chuyển đến âm tụ điện A 575.1011 B 675.1011 C 775.1011 D 875.1011 Câu Bộ tụ điện đèn chụp ảnh có điện dung 750 μF tích điện đến hiệu điện 330V Xác định lượng mà đèn tiêu thụ lần đèn lóe sáng A 20,8J B 30,8J C 40,8J D 50,8J Câu Bộ tụ điện đèn chụp ảnh có điện dung 750 μF tích điện đến hiệu điện 330V Mỗi lần đèn lóe sáng tụ điện phóng điện thời gian 5ms Tính cơng suất phóng điện trung bình A 5,17kW B 6,17kW C 8,17kW D 8,17kW Câu Một tụ điện có điện dung 500pF mắc vào hai cực máy phát điện có hiệu điện 220V Tính điện tích tụ điện A 0,31μC B 0,21μC C 0,11μC D 0,01μC Câu Tụ điện phẳng khơng khí có điện dung 5nF Cường độ điện trường lớn mà tụ chịu 3.105V/m, khoảng cách hai 2mm Điện tích lớn tích cho tụ A μC B μC C 2,5 μC D μC Câu Tụ điện có điện dung 2μF có khoảng cách hai tụ 1cm tích điện với nguồn điện có hiệu điện 24V Cường độ điện trường hai tụ A 24 V/m B 2400 V/m C 24 000 V/m D 2,4 V/m Câu Tụ điện có điện dung C = μF có khoảng cách hai tụ 1cm tích điện với nguồn điện có hiệu điện 24 V Ngắt tụ khỏi nguồn nối hai tụ dây dẫn lượng tụ giải phóng A W = 5,76.10–4 J B W = 1,152.10–3J C W = 2,304.10–3J D W = 4,217.10–3J Câu Một tụ điện có điện dung C, điện tích q, hiệu điện U Tăng hiệu điện hai tụ lên gấp đơi điện tích tụ A không thay đổi B tăng gấp đôi C tăng gấp bốn D giảm nửa Câu 10 Một tụ điện có điện dung C, điện tích q, hiệu điện U Ngắt tụ khỏi nguồn, giảm điện dung xuống nửa điện tích tụ A khơng thay đổi B tăng gấp đôi C Giảm nửa D giảm lần Câu 11 Một tụ điện phẳng có điện mơi khơng khí có điện dung 2μF, khoảng cách hai tụ 1mm Biết điện trường giới hạn khơng khí 3.106V/m Hiệu điện điện tích cực đại tụ A 1500V; 3mC B 3000V; 6mC C 6000V/ 9mC D 4500V; 9mC Câu 12 Bộ ba tụ điện C1 = C2 = C3/2 ghép song song nối vào nguồn có hiệu điện 45V điện tích tụ 18.10–4C Tính điện dung tụ điện A C1 = C2 = μF; C3 = 10 μF B C1 = C2 = μF; C3 = 16 μF C C1 = C2 = 10 μF; C3 = 20 μF D C1 = C2 = 15 μF; C3 = 30 μF Câu 13 Hai tụ điện có điện dung C1 = μF; C2 = μF mắc nối tiếp Tính điện dung tụ A 1,8 μF B 1,6 μF C 1,4 μF D 1,2 μF Câu 14 Hai tụ điện có điện dung C1 = μF; C2 = μF mắc nối tiếp Đặt vào tụ hiệu điện chiều 50V hiệu điện tụ A U1 = 30V; U2 = 20V B U1 = 20V; U2 = 30V C U1 = 10V; U2 = 40V D U1 = 250V; U2 = 25V Câu 15 Hai tụ điện C1 = 0,4μF; C2 = 0,6μF ghép song song mắc vào hiệu điện U < 60V hai tụ có điện tích 30μC Tính hiệu điện U điện tích tụ A 30V μC B 50V 50 μC C 25V 10 μC D 40V 25 μC Câu 16 Ba tụ điện ghép nối tiếp có C1 = 20pF, C2 = 10pF, C3 = 30pF Tính điện dung tụ A 3,45pF B 4,45pF C 5,45pF D 6,45pF Câu 17 Trong phòng thí nghiệm có số tụ điện loại 6μF Số tụ phải dùng để tạo thành tụ có điện dung tương đương 4,5 μF A B C D Câu 18 Tụ điện điện dung 12pF mắc vào nguồn điện chiều có hiệu điện 4V Tăng hiệu điện lên 12V điện dung tụ điện có giá trị A 36 pF B pF C 12 pF D không xác định Câu 19 Với tụ điện xác định có điện dung C khơng đổi, để tăng lượng điện trường tích trữ tụ điện lên gấp lần ta làm cách sau A tăng điện tích tụ lên lần, giảm hiệu điện lần B tăng hiệu điện lần giảm điện tích tụ lần C tăng hiệu điện lên lần D tăng điện tích tụ lên lần Câu 20 Phát biểu sau đúng? A Sau nạp điện, tụ điện có lượng, lượng tồn dạng hóa B Sau nạp điện, tụ điện có lượng, lượng tồn dạng C Sau nạp điện, tụ điện có lượng, lượng tồn dạng nhiệt D Sau nạp, tụ điện có lượng, lượng lượng điện trường tụ điện Câu 21 Một tụ điện phẳng có điện dung C, mắc vào nguồn điện, sau ngắt khỏi nguồn điện Nhúng hồn tồn tụ điện vào chất điện mơi có số điện mơi ε Khi hiệu điện hai tụ điện A không thay đổi B tăng lên ε lần C giảm ε lần D tăng lên ε² lần Câu 22 Ba tụ điện C1 = 3nF, C2 = 2nF, C3 = 20nF mắc cho (C1 // C2) nối tiếp C3 Nối tụ với hiệu điện 30V Hiệu điện tụ C2 A 12 V B 18 V C 24 V D 30V Câu 23 Một mạch điện hình vẽ trên, C1 = μF , C2 = C3 = μF Nối hai điểm M, N với hiệu điện 10V Điện tích tụ điện C1 A q1 = 15 μC; q2 = q3 = 20 μC B q1 = 30 μC; q2 = q3 = 15 μC C3 C2 C q1 = 30 μC; q2 = q3 = 20 μC D q1 = 15 μC; q2 = q3 = 10 μC Câu 24 Bốn tụ điện mắc thành theo sơ đồ hình vẽ, C1 = 1μF; C2 = C3 = C1 C2 μF Khi nối hai điểm M, N với nguồn điện C1 có điện tích q1 = μC tụ có điện tích q = 15,6 μC Hiệu điện đặt vào tụ A 4,0 V B 6,0 V C3 C4 C 2,0 V D 8,0 V Câu 25 Chọn câu A Hai tụ điện ghép nối tiếp, điện dung tụ điện nhỏ điện dung tụ B Hai tụ điện ghép nối tiếp, điện tích tụ lớn điện tích tụ điện C Hai tụ điện ghép song song, lượng tụ tổng lượng tụ điện D Hai tụ điện ghép song song hiệu điện hai tụ điện nhau, cường độ điện trường hai tụ điện Đs: 1A 2B 3C 4D 5C 6B 7B 8A 9B 10A 11B 12C 13D 14A 15B 16C 17C 18C 19C 20D 21C 22C 23C 24D 25D ... 24nF tích điện đến hiệu điện 450V có electron di chuyển đến âm tụ điện A 575 .10 11 B 67 5 .10 11 C 775 .10 11 D 875 .10 11 Câu Bộ tụ điện đèn chụp ảnh có điện dung 750 μF tích điện đến hiệu điện 330V... 9 ,6 .10 19 J 11 Có tụ điện, tụ điện có điện dung C1 = μF tích điện đến hiệu điện U1 = 10 0 V; tụ điện có điện dung C2 = μF tích điện đến hiệu điện U2 = 200 V Nối tích điện dấu với Tính hiệu điện. .. điện dung C1, điện tích Q1 hiệu điện U1 tụ điện lúc c Vẫn nối tụ điện với nguồn nhúng tụ điện vào chất điện môi lỏng có ε = Tính C2, Q2, U2 tụ điện Đs a 15 0 nC; b C1 = nF, Q1 = 15 0 nC, U1 = 15 0