Cho sơ đồ máy lọc không khí dưới đây.
Nguyên lý hoạt động của máy lọc không khí như sau:
Đầu tiên quạt hút của máy sẽ tiến hành hút không khí qua màng lọc
Màng lọc (1) sẽ lọc các hạt bụi có kích cỡ lớn.
Màng lọc (2), (3) sẽ ion hóa các hạt bụi nhỏ hơn và giữ chúng bằng lực tĩnh điện.
Màng lọc (4) sẽ lọc lượng bụi còn lại cùng vi khuẩn và mùi.
Cuối cùng sẽ thổi không khí đã được làm sạch ra ngoài. Biết khoảng cách giữa hai màng lọc (2) và (3) là 5 mm, coi vùng không gian giữa hai màng (2), (3) là điện trường đều và hiệu điện thế giữa hai bản là 15 kV.
Các khẳng định sau đúng hay sai?
a) Vectơ cường độ điện trường giữa hai màng lọc (2) và (3) có phương nằm ngang,chiều từ (3) sang (2).
b) Sau khi bị ion hóa, ion âm sẽ bị hút về phía màng lọc số (3).
c) Cường độ điện trường giữa hai màng lọc (2) và (3) là \({3.10^6}\) V/m
d) Một hạt bụi mang điện tích \({q_1} = {10^{ - 14}}\) C, công của lực điện khi di chuyển hạt bụitừ màng lọc (2) sang màng lọc (3) là 150 pJ.
a) Vectơ cường độ điện trường giữa hai màng lọc (2) và (3) có phương nằm ngang,chiều từ (3) sang (2).
b) Sau khi bị ion hóa, ion âm sẽ bị hút về phía màng lọc số (3).
c) Cường độ điện trường giữa hai màng lọc (2) và (3) là \({3.10^6}\) V/m
d) Một hạt bụi mang điện tích \({q_1} = {10^{ - 14}}\) C, công của lực điện khi di chuyển hạt bụitừ màng lọc (2) sang màng lọc (3) là 150 pJ.
Trong điện trường đều, vectơ cường độ điện trường \(\overrightarrow E \) có phương trùng với đường nối hai bản và chiều từ bản dương sang bản âm.
Ion âm bị hút về bản dương theo lực điện F=qE.
Cường độ điện trường trong điện trường đều được tính theo công thức: \(E = \frac{U}{d}\)
Công của lực điện được tính theo công thức: \(A = qU\)
a) Nếu màng lọc (3) có điện thế cao hơn màng lọc (2), thì E sẽ có chiều từ (3) sang (2).
Đề bài không nêu rõ màng nào có điện thế cao hơn, nhưng nếu ta giả sử màng (3) có điện thế cao hơn màng (2), thì E sẽ có chiều từ (3) sang (2).
→ Đúng
b) Nếu màng lọc (3) có điện thế cao hơn màng lọc (2) ((3) là dương, (2) là âm), thì ion âm sẽ bị hút về phía (3). Giả sử màng (3) có điện thế cao hơn màng (2), thì ion âm sẽ bị hút về phía màng (3).
→ Đúng
c) \(E = \frac{U}{d} = \frac{{{{15.10}^3}}}{{{{5.10}^{ - 3}}}} = {3.10^6}{\rm{\;V/m}}\) → Đúng
d) \(A = qU = ({10^{ - 12}})({15.10^3}) = 1,{5.10^{ - 8}}{\rm{\;J}} = 15{\rm{\;pJ}}\) → Sai
Các bài tập cùng chuyên đề
Nếu một chiếc quạt điện gặp trục trặc như: cánh quạt quay chậm hoặc không quay dù vẫn cắm điện; động cơ nóng, rung và có âm thanh bất thường, thì một trong những nguyên nhân mà chúng ta cần xem xét là hỏng tụ điện. Vậy tụ điện có cấu tạo như thế nào?
1. Cho một tụ điện trên vỏ có ghi là 2μF − 200V.
a) Đặt vào hai bản tụ điện một hiệu điện thế 36 V. Hãy tính điện tích mà tụ điện tích được.
b) Hãy tính điện tích mà tụ điện tích được ở hiệu điện thế tối đa cho phép
2. Có hai chiếc tụ điện, trên vỏ tụ điện (A) có ghi 2 μF- 350V, tụ điên (B) có ghi 2,3 μF - 300 V.
a) Trong hai tụ điện trên khi tích điện ở cùng một hiệu điện thế ở cùng một hiệu điện thế, tụ điện nào có khả năng tích điện tốt hơn?
b) Khi tích điện lên đến mức tối đa cho phép thì tụ điện nào sẽ có điện tích lớn hơn?
Có hai chiếc tụ điện, tụ điện D có thông số cơ bản được ghi là 2 mF - 450V; tụ điện E có thông số cơ bản được ghi là 2,5 μF - 350 V. Khi các tụ điện trên được tích điện tới mức tối đa cho phép, hãy tính năng lượng của mỗi tụ điện.
Các em hãy sử dụng sách, báo, internet hoặc các mạng thông tin khác để tìm hiểu, sưu tập một số tụ điện thông dụng. Tiếp theo, các em lựa chọn và sử dụng các thông tin này để xây dựng một báo cáo về Một số ứng dụng của tụ điện trong cuộc sống. Dưới đây là một mẫu báo cáo để chúng ta tham khảo.
5. Vì sao tụ điện có năng lượng?
Cho các dụng cụ sau:
Một tụ điện có điện dung 100\(\mu F\)và hiệu điện thế định mức khoảng 12 V; 4 pin 1,5 V; một LED; một điện trở \(5\Omega \); công tắc, dây dẫn điện. Nêu phương án dùng các dụng cụ này chứng minh tụ điện có lưu trữ năng lượng.
Hai tụ điện có điện dung lần lượt là \({C_1} = 100\mu F\); \({C_2} = 50\mu F\)và được mắc vào nguồn điện như hình vẽ. Biết hiệu điện thế giữa hai cực của nguồn điện là \(U = 12V\). Tính:
a) Điện dung của bộ tụ điện,
b) Hiệu điện thế giữa hai bản của mỗi tụ điện,
c) Điện tích của mỗi tụ điện.
Màn hình cảm ứng (Hình 14.1) được sử dụng ngày càng phổ biến. Trong đó, màn hình cảm ứng điện dung (sử dụng tụ điện) hoạt động dựa vào khả năng nhường hoặc nhận điện tích của cơ thể con người khi có sự tiếp xúc với các thiết bị điện. Vậy, tụ điện là thiết bị có những đặc tính gì?
Liệt kê một số vật liệu có tính cách điện trong đời sống.
Dựa vào cấu tạo của tụ điện ở Hình 14.4, hãy cho biết tụ điện có cho dòng điện một chiều đi qua không.
Xét một tụ điện được tích điện. Khi thay đổi điện dung của tụ, hiệu điện thế và điện tích của tụ có thay đổi không trong các trường hợp sau?
a) Tụ vẫn còn được mắc vào nguồn điện một chiều.
b) Tụ đã được tháo ra khỏi nguồn điện trước khi thay đổi điện dung.
Dựa vào sách, báo, internet, em hãy trình bày ngắn gọn vai trò của tụ điện trong màn hình cảm ứng điện dung của thiết bị điện thoại.
Xét hai tụ điện có cùng điện dung lần lượt được mắc nối tiếp và song song để tạo ra hai bộ tu điền khác nhau. Hãy so sánh điện dung của hai bộ tụ điện trên với điện dung của mỗi tụ điện thành phần.
Xét mạch điện như Hình 14.9. Biết hiệu điện thế giữa hai điểm A, B bằng 6V và điện dung của hai tụ điện lần lượt là C1=2μF và C2=4μF. Xác định hiệu điện thế và điện tích trên mỗi tụ điện. Giả sử ban đầu các tụ chưa tích điện.
Quan sát Hình 14.10 và cho biết:
a) giá trị điện dung của tụ điện.
b) ý nghĩa các thông số trên tụ điện.
Xét tụ điện như Hình 14.10.
a) Tính điện tích cực đại mà tụ có thể tích được.
b) Muốn tích cho tụ điện một điện tích là 4,8.10−4 C thì cần phải đặt giữa hai bản tụ một hiệu điện thế là bao nhiêu?
Hai tụ điện có điện dung lần lượt là C1 =0,5 μF và C2 =0,7 μF được ghép song song rồi mắc vào nguồn điện có hiệu điện thế U < 60 V thì một trong hai tụ có điện tích 35 μC. Tính hiệu điện thế U của nguồn và điện tích của tụ còn lại.
Cho các tụ điện C1 = C2 = C3 = C4 =3,3 μF được mắc thành mạch như Hình 14P.1. Xác định điện dung tương đương của bộ tụ.
Tụ phẳng đặt trong không khí có điện dung C = 500pF, được tích đến hiệu điện thế U = 300V
a. Tính điện tích Q của tụ điện
b. Ngắt tụ điện khỏi nguồn. Nhúng tụ điện vào trong chất lỏng có ε = 2. Tính điện dung C1, điện tích Q1 và hiệu điện thế lúc đó
c. Vẫn nối tụ với nguồn. Nhúng tụ vào chất lỏng có ε = 2. Tính C2, Q2 và U2 khi đó.
Một tụ điện gồm hai bản mỏng song song với nhau, một bản có diện tích bằng hai lần bản kia. Nối hai bản tụ với hai cực của một bộ pin. Phát biểu nào sau đây là đúng?
A. Bản lớn có điện tích lớn hơn bản nhỏ.
B. Bản lớn có ít điện tích hơn bản nhỏ.
C. Các bản có điện tích bằng nhau nhưng ngược dấu.
D. Bản lớn có điện tích bằng hai lần bản nhỏ.
Trong các máy gia tốc hạt (cyclotron), các hạt tích điện được gia tốc giống như cách chúng được gia tốc trong các ống phóng điện tử, tức là thông qua một hiệu điện thế. Giả sử một proton được bơm với tốc độ ban đầu 1,00.106 m/s vào giữa hai bản phẳng cách nhau 5,00 cm (Hình 3.10). Sau đó, proton tăng tốc và thoát ra ngoài qua lỗ ở bản đối diện. Coi điện trường giữa hai bản là đều. Hướng x dương là hướng sang phải.
a) Tìm hiệu điện thế giữa hai bản, nếu tốc độ thoát của proton là 3,00.106 m/s.
b) Tính độ lớn cường độ điện trường giữa hai bản
Một tụ điện gồm hai bản song song, khoảng cách giữa hai bản là d = 1,00.10-3 m. Điện dung của tụ điện là C = 1,77 pF và hiệu điện thế giữa hai bản của tụ điện là 3,00 V.
a) Tính độ lớn điện tích của tụ điện.
b) Tính độ lớn của cường độ điện trường giữa các bản.
Bộ tụ điện ghép song song (Hình 3.11) gồm: C1 = 3,00 μF; C2 = 6,00 μF; C3 = 12,0 μF; C4 = 24,0 μF. Hiệu điện thế U = 18,0 V.
a) Xác định điện dung của tương đương của bộ tụ điện.
b) Tìm điện tích trên tụ điện có điện dung C3.
c) Tìm tổng điện tích của bộ tụ điện.
Bốn tụ điện được mắc nối tiếp (Hình 3.12). C1 = 3,0 μF; C2 = 6,0 μF; C3 = 12 μF; C4 = 24 μF; U = 18 V.
a) Tính điện dung tương đương của bộ tụ điện.
b) Tính điện tích của tụ điện có điện dung C3.
c) Tìm hiệu điện thế giữa hai bản của tụ điện có điện dung C3.
Bộ tụ điện ghép như Hình 3.13. Điện dung của các tụ điện có giá trị: C1 = 4,0 μF; C2 = 1,0 μF; C3 = 3,0 μF; C4 = 84,0 μF; C5 = 6,0 μF; C6 = 2,0 μF;
a) Tính điện dung tương đương của bộ tụ điện.
b) Hiệu điện thế giữa A và B là 12 V. Tìm điện tích của tụ điện C1 và hiệu điện thế giữa hai bản tụ.
Một tụ điện khởi động cho động cơ có các thông số như hình.
Đơn vị VAC là điện áp ứng với dòng điện xoay chiều, còn VDC là điện áp ứng với dòng điện một chiều cùng được đọc là vôn. Thông số điện áp 370 VAC được hiểu là
Giữa hai bản tụ phẳng cách nhau 1 cm có một hiệu điện thế 10 V. Cường độ điện trường trong lòng tụ có độ lớn là
Phát biểu nào sau đây đúng?
Cho một tụ điện phẳng gồm hai bản kim loại phẳng giống nhau có diện tích bằng \(1{m^2}\), đặt song song và cách nhau 5 cm. Môi trường bên trong tụ là chân không. Cho hằng số điện \(k = {9.10^9}N{m^2}/{C^2}\). Điện dung của tụ điện bằng
Một mạch flash máy ảnh sử dụng một bộ tụ điện có dung \({C_b} = 200\mu F\) và được nạp đầy ở hiệu điện thế U = 300 V.
