50 bài tập Tụ điện mức độ vận dụng

Câu hỏi 1 :

Một tụ điện phẳng không khí đã được tích điện nếu đưa vào giữa hai bản một tấm thuỷ tinh có hằng số điện môi $\varepsilon = 3$ thì

A Hiệu điện thế giữa hai bản không đổi.
B Điện tích của tụ tăng gấp 3 lần.
C Điện tích tụ điện không đổi.
D Điện tích của tụ giảm 3 lần.

Đáp án: B

Lời giải chi tiết:

Đáp án - Lời giải

Câu hỏi 2 :

Một bộ tụ gồm 3 tụ giống nhau ghép song song với nhau và nối vào nguồn điện không đổi có hiệu điện thế 20 V. Điện dung của bộ tụ bằng 1,5 µF. Điện tích trên mỗi bản tụ có độ lớn là

A 10^-5C.
B 9.10^-5C.
C 3.10^-5C.
D 0,5.10^-7C.

Đáp án: A

Lời giải chi tiết:

Do 3 tụ mắc song song nên Q₁ +Q₂ + Q₃ = Q_b= U. C_b = 20. 1,5. 10^-6 = 3. 10^-5 (C)

Do ba tụ giống hệt nhau nên khi đó điện tích trên các tụ điện là như nhau do đó ta có Q₁ = Q₂ = Q₃ = Q_{b : 3 =10^-5C.}

Đáp án - Lời giải

Câu hỏi 3 :

Một tụ điện có điện dung $0,2\,\,\mu F$ được nạp điện đến hiệu điện thế 100V. Điện tích và năng lượng của tụ điện là

A q = 2.10^-5C ; W = 10^-3J.
B q = 2.10⁵C ; W = 10³J.
C q = 2.10^-5C ; W = 2.10^-4J.
D q = 2.10⁶C ; W = 2.10⁴J.

Đáp án: A

Lời giải chi tiết:

Đáp án - Lời giải

Câu hỏi 4 :

Một tụ điện phẵng mắc vào hai cực của một nguồn điện có hiệu điện thế 50 V. Ngắt tụ điện ra khỏi nguồn rồi kéo cho khoảng cách giữa hai bản tụ tăng lên gấp 2 lần. Hiệu điện thế của tụ điện khi đó là

A 50V
B 100V
C 200V
D 400V

Đáp án: B

Lời giải chi tiết:

Đáp án - Lời giải

Câu hỏi 5 :

Một tụ điện có điện dung 24 nF được tích điện đến hiệu điện thế 450 V thì có bao nhiêu electron di chuyển đến bản tích điện âm của tụ?

A 6,75.10¹².
B 13,3.10¹².
C 6,75.10¹³.
D 13,3.10¹³.

Đáp án: C

Lời giải chi tiết:

Đáp án - Lời giải

Câu hỏi 6 :

Tụ điện phẵng, không khí có điện dung 5 nF. Cường độ điện trường lớn nhất mà tụ có thể chịu được là 3.10⁵ V/m, khoảng cách giữa hai bản tụ là 2 mm. Điện tích lớn nhất có thể tích được cho tụ là

A 2.10^-6 C.
B 2,5.10^-6 C.
C 3.10^-6 C.
D 4.10^-6 C.

Đáp án: C

Lời giải chi tiết:

Ta có: U = E. d = 3. 10⁵ . 2. 10^-3 = 600V

=> Điện tích của tụ là Q = CU = 600. 5. 10^-9 = 3. 10^-6

=> Đáp án C

Đáp án - Lời giải

Câu hỏi 7 :

Một tụ điện phẵng có điện dung 200 pF được tích điện dưới hiệu điện thế 40 V. Khoảng cách giữa hai bản là 0,2 mm. Điện tích của tụ điện và cường độ điện trường bên trong tụ điện là

A q = 5.10^-11C và E = 10⁶ V/m.
B q = 8.10^-9C và E = 2.10⁵ V/m.
C q = 5.10^-11C và E = 2.10⁵ V/m.
D q = 8.10^-11C và E = 10⁶ V/m.

Đáp án: B

Lời giải chi tiết:

Đáp án - Lời giải

Câu hỏi 8 :

Trên vỏ của một tụ điện phẳng có ghi (150pF – 200V). Tính điện tích tối đa mà tụ điện tích được.

Lời giải chi tiết:

Q_max = C.U_max

Q_max = 150.10⁻¹²x 200 = 3.10⁻⁸ (C)

Đáp án - Lời giải

Câu hỏi 9 :

Hai tụ điện có điện dung C₁ = 0,4 (µF), C₂ = 0,6 (µF) ghép song song với nhau. Mắc bộ tụ điện đó vào nguồn điện có hiệu điện thế U < 60 (V) thì một trong hai tụ điện đó có điện tích bằng 3.10^-5 (C). Hiệu điện thế của nguồn điện là:

A U = 75 (V).
B U = 50 (V).
C U = 7,5.10^-5 (V).
D U = 5.10^-4 (V).

Đáp án: B

Lời giải chi tiết:

- Xét tụ điện C₁ = 0,4 (µF) = 4.10^-7 (C) được tích điện q = 3.10^-5 (C) ta suy ra U = q/C = 75 (V).

- Xét tụ điện C₂ = 0,6 (µF) = 6.10^-7 (C) được tích điện q = 3.10^-5 (C) ta suy ra U = q/C = 50 (V).

- Theo bài ra U < 60 (V) suy ra hiệu điện thế U = 50 (V) thoả mãn. Vởy hiệu điện thế của nguồn điện là U = 50 (V).

Đáp án - Lời giải

Câu hỏi 10 :

Một tụ điện phẳng gồm hai bản có dạng hình tròn bán kính 3 (cm), đặt cách nhau 2 (cm) trong không khí. Điện dung của tụ điện đó là:

A C = 1,25 (pF).
B C = 1,25 (nF).
C C = 1,25 (µF)
D C = 1,25 (F).

Đáp án: A

Lời giải chi tiết:

Đáp án - Lời giải

Câu hỏi 11 :

Một tụ điện phẳng gồm hai bản có dạng hình tròn bán kính 3 (cm), đặt cách nhau 2 (cm) trong không khí. Điện dung của tụ điện đó là:

A C = 1,25 (pF).
B C = 1,25 (nF).
C C = 1,25 (µF)
D C = 1,25 (F).

Đáp án: A

Lời giải chi tiết:

Đáp án - Lời giải

Câu hỏi 12 :

Hai bản của một tụ điện phẳng là hình tròn, tụ điện được tích điện sao cho điện trường trong tụ điện bằng E = 3.10⁵ (V/m). Khi đó điện tích của tụ điện là Q = 100 (nC). Lớp điện môi bên trong tụ điện là không khí. Bán kính của các bản tụ là:

A R = 11 (cm).
B R = 22 (cm).
C R = 11 (m).
D R = 22 (m).

Đáp án: A

Lời giải chi tiết:

Đáp án - Lời giải

Câu hỏi 13 :

Có hai tụ điện: tụ điện 1 có điện dung C₁ = 3 (µF) tích điện đến hiệu điện thế U₁ = 300 (V), tụ điện 2 có điện dung C₂ = 2 (µF) tích điện đến hiệu điện thế U₂ = 200 (V). Nối hai bản mang điện tích cùng tên của hai tụ điện đó với nhau. Nhiệt lượng toả ra sau khi nối là:

A 175 (mJ).
B 169.10^-3 (J).
C 6 (mJ).
D 6 (J).

Đáp án: C

Lời giải chi tiết:

Đáp án - Lời giải

Câu hỏi 14 :

Một bộ tụ điện gồm 10 tụ điện giống nhau (C = 8 µF) ghép nối tiếp với nhau. Bộ tụ điện được nối với hiệu điện thế không đổi U = 150 (V). Độ biến thiên năng lượng của bộ tụ điện sau khi có một tụ điện bị đánh thủng là:

A ∆W = 9 (mJ).
B ∆W = 10 (mJ).
C ∆ W = 19 (mJ).
D ∆ W = 1 (mJ).

Đáp án: D

Lời giải chi tiết:

Đáp án - Lời giải

Câu hỏi 15 :

Bộ tụ điện gồm hai tụ điện: C₁ = 20 μF, C₂ = 30 μF mắc song song với nhau, rồi mắc vào hai cực của nguồn điện có hiệu điện thế U = 60 (V). Hiệu điện thế trên mỗi tụ điện là:

A U₁ = 60 (V) và U₂ = 60 (V).
B U₁ = 15 (V) và U₂ = 45 (V).
C U₁ = 45 (V) và U₂ = 15 (V).
D U₁ = 30 (V) và U₂ = 30 (V).

Đáp án: A

Lời giải chi tiết:

Bộ tụ điện gồm các tụ điện mắc song song thì hiệu điện thế được xác định: U = U₁ = U₂.

Đáp án - Lời giải

Câu hỏi 16 :

Một tụ điện có điện dung C = 6 (μF) được mắc vào nguồn điện 100 (V). Sau khi ngắt tụ điện khỏi nguồn, do có quá trình phóng điện qua lớp điện môi nên tụ điện mất dần điện tích. Nhiệt lượng toả ra trong lớp điện môi kể từ khi bắt đầu ngắt tụ điện khỏi nguồn điện đến khi tụ phóng hết điện là:

A 0,3 (mJ)
B 30 (kJ)
C 30 (mJ).
D 3.10⁴ (J).

Đáp án: C

Lời giải chi tiết:

Đáp án - Lời giải

Câu hỏi 17 :

Hai tụ điện có điện dung C₁ = 0,4 (μF), C₂ = 0,6 (μF) ghép song song với nhau. Mắc bộ tụ điện đó vào nguồn điện có hiệu điện thế U < 60 (V) thì một trong hai tụ điện đó có điện tích bằng 3.10^-5 (C). Hiệu điện thế của nguồn điện là:

A U = 75 (V).
B U = 50 (V).
C U = 7,5.10^-5 (V).
D U = 5.10^-4 (V).

Đáp án: B

Lời giải chi tiết:

- Xét tụ điện C₁ = 0,4 (μF) = 4.10^-7 (C) được tích điện q = 3.10^-5 (C) ta suy ra U = q/C = 75 (V).

- Xét tụ điện C₂ = 0,6 (μF) = 6.10^-7 (C) được tích điện q = 3.10^-5 (C) ta suy ra U = q/C = 50 (V).

- Theo bài ra U < 60 (V) suy ra hiệu điện thế U = 50 (V) thoả mãn. Với hiệu điện thế của nguồn điện là U = 50 (V).

Đáp án - Lời giải

Câu hỏi 18 :

Một tụ điện phẳng có hiệu điện thế $8\,\,V$, khoảng cách giữa hai tụ bằng $5\,\,mm$. Một electron chuyển động giữa hai bản tụ sẽ chịu tác dụng của lực điện có độ lớn bằng

A $6,{4.10^{ - 21}}\,\,N$
B $6,{4.10^{ - 18}}\,\,N$
C $2,{56.10^{ - 19}}\,\,N$
D $2,{56.10^{ - 16}}\,\,N$

Đáp án: D

Phương pháp giải:

Lực điện: $F = qE$

Độ lớn của cường độ điện trường: $E = \frac{U}{d}$

Lời giải chi tiết:

Lực điện tác dụng vào electron là:

$F = qE = e.\frac{U}{d} = 1,{6.10^{ - 19}}.\frac{8}{{{{5.10}^{ - 3}}}} = 2,{56.10^{ - 16}}N$

Chọn D.

Đáp án - Lời giải

Câu hỏi 19 :

Một tụ điện phẳng có điện dung C = 4µF, khoảng cách giữa hai bản tụ là d = 4mm, được tích điện đến điện tích Q = 8.10^-4C, các bản tụ đặt song song theo phương thẳng đứng

a. Tính hiệu điện thế giữa hai bản tụ?

b. Một quả cầu kim loại có khối lượng m = 10g tích điện q = 3µC được treo bằng sợi dây nhẹ, không dãn, cách điện trong khoảng không gian giữa hai bản tụ. Xác định góc tạo bởi phương của dây treo và phương thẳng đứng khi quả cầu cân bằng? Lấy g = 10m/s²

Lời giải chi tiết:

Đáp án - Lời giải

Câu hỏi 20 :

Để tích điện cho tụ một điện lượng là 10μC thì phải đặt vào hai đầu tụ một hiệu điện thế 5V. Để tích điện một điện lượng là 0,05mC thì phải thay đổi hiệu điện thế bằng cách:

A Tăng thêm 20V
B Giảm 4V.
C giảm 2V.
D Tăng thêm 25V.

Đáp án: A

Phương pháp giải:

Áp dụng công thức Q = C.U

Lời giải chi tiết:

${Q \over U} = {{Q'} \over {U'}} \Rightarrow {{{{10.10}^{ - 6}}} \over 5} = {{{{5.10}^{ - 5}}} \over {U'}} \Rightarrow U' = 25V$

Vậy cần tăng U thêm 20V

Đáp án - Lời giải

Câu hỏi 21 :

Tụ điện phẳng không khí có điện dung là 5 nF. Cường độ điện trường lớn nhất mà chất điện môi trong tụ điện có thể chịu được là 3.10⁵ V/m, khoảng cách giữa hai bản tụ là 2 mm. Điện tích lớn nhất có thể tích được cho tụ là

A 3. 10^-6 C
B 4. 10^-6 C.
C 2.10^-6 C.
D 2,5.10^-6

Đáp án: A

Phương pháp giải:

Cường độ điện trường E = U/d; điện tích Q = CU

Lời giải chi tiết:

Ta có: ${E_0} = {{{U_0}} \over d} \Rightarrow {U_0} = {E_0}d = {3.10^5}{.2.10^{ - 3}} = 600V$

=> Điện tích lớn nhất có thể tích đc cho tụ: Q₀ = CU₀ = 5.10^-9.600 = 3.10^-6C

Đáp án - Lời giải

Câu hỏi 22 :

Chọn đáp án sai. Sau khi ngắt một tụ điện phẳng ra khỏi nguồn điện rồi tịnh tiến hai bản để khoảng cách giữa chúng giảm thì

A điện tích trên hai bản tụ không đổi.
B hiệu điện thế giữa hai bản tụ giảm.
C điện dung của tụ tăng.
D năng lượng điện trường trong tụ tăng.

Đáp án: D

Phương pháp giải:

Phương pháp:Năng lượng điện trường trong tụ điện: ${{\text{W}}_C} = \frac{{{Q^2}}}{{2C}}$

Điện dung của tụ điện phẳng: $C = \frac{{\varepsilon S}}{{4\pi d}}$ (d là khoảng cách giữa hai bản tụ)

Lời giải chi tiết:

Đáp án D

Cách giải:

Khi ngắt tụ ra khỏi nguồn điện thì điện tích Q không đổi.

Khoảng cách giữa hai bản tụ giảm đi => điện dung C của tụ tăng => năng lượng điện trường trong tụ giảm.

Đáp án - Lời giải

Câu hỏi 23 :

Một giọt dầu nằm lơ lửng trong điện trường của một tụ điện phẳng. Đường kính của giọt dầu là $0,4\,\,mm$. Khối lượng riêng của dầu là $800\,\,kg/{m^3}$. Hiệu điện thế và khoảng cách giữa hai bản lần lượt là $100\,\,V$ và $1\,\,cm$. Bản tụ phía trên mang điện tích âm. Bỏ qua lực đẩy Ác – si – mét. Lấy $g = 10\,\,m/{s^2}$. Điện tích của giọt dầu là

A $26,8\,\,pC.$
B $-26,8\,\,pC.$
C $2,68\,\,pC.$
D $ - 2,68\,\,pC.$

Đáp án: A

Phương pháp giải:

Giọt dầu nằm lơ lửng khi lực điện trường cân bằng với trọng lực: ${F_d} = P$

Lời giải chi tiết:

Cường độ điện trường giữa hai bản tụ điện là:

$E = {U \over d} = {{100} \over {0,01}} = {10^4}\,\,{V /m}.$

Để giọt dầu nằm lơ lửng thì lực điện cân bằng với trọng lực, ta có:

$\begin{array}{l}
{F_d} = P \Rightarrow \left| q \right|E = \rho Vg \Rightarrow \left| q \right| = \frac{{\rho Vg}}{E}\\
\Rightarrow \left| q \right| = \frac{{800.\frac{4}{3}\pi {{\left( {0,{{2.10}^{ - 3}}} \right)}^3}.10}}{{{{10}^4}}} = 2,{68.10^{ - 11}}\,\,\left( C \right) = 26,8{\mkern 1mu} \,\,\left( {pC} \right)
\end{array}$

Lực điên hướng lên, bản trên mang tích điện âm $\to q = 26,8\,\,pC.$

Chọn A.

Đáp án - Lời giải

Câu hỏi 24 :

Cho một tụ điện có ghi 200V – 20nF. Nạp điện cho tụ bằng nguồn điện không đổi có hiệu điện thế 150V thì điện tích trên tụ là Q. Hỏi Q chiếm bao nhiêu phần trăm điện tích cực đại mà tụ có thể tích được?

A 80%
B 25%
C 75%
D 20%

Đáp án: C

Lời giải chi tiết:

Điện tích Q mà tụ nạp được là Q = C.U = 20.10^-9.150 = 3.10^-6C

Điện tích cực đại mà tụ nạp được là Q₀ = C.U₀ = 20.10^-9.200 = 4.10^-6C

Ta có: ${Q \over {{Q_0}}} = {{{{3.10}^{ - 6}}} \over {{{4.10}^{ - 6}}}}.100\% = 75\% $

Đáp án - Lời giải

Câu hỏi 25 :

Một tụ điện phẳng có các bản đặt nằm ngang và hiệu điện thế giữa hai bản là 300 V. Một hạt bụi nằm lơ lửng trong khoảng giữa hai bản của tụ điện ấy và cách bản dưới một khoảng 0,8 cm. Lấy g = 10 m/s². Nếu hiệu điện thế giữa hai bản đột ngột giảm bớt đi 60 V thì thời gian hạt bụi sẽ rơi xuống bản dưới gần nhất với giá trị nào sau đây?

A 0,09 s
B 0,01 s.
C 0,02 s.
D 0,05 s.

Đáp án: A

Lời giải chi tiết:

Đáp án A

+ Lúc đầu:$qE = mg \Leftrightarrow q{U \over d} = mg(1)$

+ Sau khi hiệu điện thế giảm bớt ΔU = 60 V thì:$mg - q\left( {{{U - \Delta U} \over d}} \right) = ma(2)$

+ Thay (1) vào (2) ta có:

$\left( {{{q\Delta U} \over d}} \right) = ma\buildrel {(1)} \over
\longrightarrow {{\Delta U} \over U} = {a \over g} = > a = {{\Delta U} \over U}g = 2(m/{s^2})$

+ Thời gian rơi của hạt bụi: $h = {1 \over 2}a{t^2} = > t = \sqrt {{{2h} \over a}} = \sqrt {{{2.0,{{8.10}^{ - 2}}} \over 2}} = 0,09(s)$=> Chọn A

Đáp án - Lời giải

Câu hỏi 26 :

Một tụ điện có điện dung C. Đặt hiệu điện thế U vào hai bản của tụ điện thì điện tích trên một bản tụ điện là Q. Tăng hiệu điện thế giữa hai bản của tụ điện lên 2U, điện tích trên một bản của tụ điện lúc này bằng

A 4Q.
B 0,5Q.
C 0.2Q.
D 2Q

Đáp án: D

Lời giải chi tiết:

Đáp án D

+ Ta có Q ~ U → khi U tăng gấp đôi thì Q′ = 2Q.

Đáp án - Lời giải

Câu hỏi 27 :

Ba tụ điện giống hệt nhau, mỗi tụ có điện dung C = 3µF, được mắc nối tiếp với nhau. Điện dung của bộ tụ bằng:

A 3µF
B 9µF
C 1µF
D Một giá trị khác.

Đáp án: C

Lời giải chi tiết:

Đáp án C

Vì ba tụ giống hệt nhau mắc nối tiếp với nhau nên ta có

$C_{tđ}=\frac{C}{3}=\frac{3}{3}=1\mu F$

Đáp án - Lời giải

Câu hỏi 28 :

Một tụ điện có điện dung 20µF, được tích điện dưới hiệu điện thế 40V. Điện tích của tụ điện sẽ là bao nhiêu?

A 8.10² (C).
B 8.10^-4(C).
C 8(C).
D 8.10^-2(C).

Đáp án: B

Phương pháp giải:

Áp dụng công thức : Q = C.U

Lời giải chi tiết:

Ta có :

$Q = C.U = {20.10^{ - 6}}.40 = {8.10^{ - 4}}\left( C \right)$

Chọn B

Đáp án - Lời giải

Câu hỏi 29 :

Một nguồn điện không đổi có suất điện động 400V được nối với một tụ điện thì điện tích của tụ điện là 8.10^-6C. Ngắt tụ điện ra khỏi nguồn rồi tăng điện dung lên gấp 2 lần. Hiệu điện thế giữa hai đầu tụ điện là

A 100 V
B 200V
C 400V
D 800 V

Đáp án: B

Phương pháp giải:

Áp dụng công thức tính điện dung của tụ điện : $Q = CU$

Lời giải chi tiết:

Điện dung của tự điện là $C = \frac{Q}{U} = \frac{{{{8.10}^{ - 6}}}}{{400}} = {2.10^{ - 6}}C$

Khi ngắt tụ ra khỏi nguồn thì điện tích của tụ không đổi, sau đó tăng C lên hai lần thì hiệu điện thế hai đầu bản tụ là $U' = \frac{Q}{{C'}} = \frac{{{{8.10}^{ - 6}}}}{{{{2.2.10}^{ - 6}}}} = 200V$

Đáp án B

Đáp án - Lời giải

Câu hỏi 30 :

Một hạt bụi có khối lượng $m = {10^{ - 11}}\,\,g$ nằm trong khoảng hai tấm kim loại song song nằm ngang và nhiễm điện trái dấu. Khoảng cách giữa hai bản $d = 0,5\,\,cm$. Chiếu ánh sáng tử ngoại vào hạt bụi, do mất một phần điện tích, hạt bụi sẽ mất cân bằng. Để thiết lập lại cân bằng, người ta phải tăng hiệu điện thế giữa hai bản lên một lượng $\Delta U = 34\,\,V$. Biết rằng hiệu điện thế giữa hai bản lúc đầu bằng $306,3\,\,V$. Lấy $g = 10\,\,m/{s^2}$. Điện lượng đã mất đi là?

A $1,{63.10^{ - 19}}\,\,C$
B $1,{63.10^{ - 16}}\,\,C$
C $3,{26.10^{ - 16}}\,\,C$
D $3,{26.10^{ - 19}}\,\,C$

Đáp án: A

Phương pháp giải:

Hạt bụi cân bằng khi các lực tác dụng lên nó cân bằng

Mối liên hệ giữa cường độ điện trường và hiệu điện thế U = E.d

Lời giải chi tiết:

Các lực tác dụng lên hạt bụi gồm: Trọng lực $\overrightarrow P $ , lực điện $\overrightarrow F $

Điều kiện cân bằng của hạt bụi: $\overrightarrow F + \overrightarrow P = 0 \to F = P \leftrightarrow qE = mg \to q = \frac{{mg}}{E}$

Mặt khác: $E = \frac{U}{d} \to q = \frac{{mg}}{{\frac{U}{d}}} = \frac{{mgd}}{U}$

Áp dụng cho lúc đầu và lúc sau, ta có: $\left\{ \begin{array}{l}{q_1} = \frac{{mg{\rm{d}}}}{U}\\{q_2} = \frac{{mg{\rm{d}}}}{{U + \Delta U}}\end{array} \right.$

$ \to \Delta q = {q_1} - {q_2} = mg{\rm{d}}\left( {\frac{1}{U} - \frac{1}{{U + \Delta U}}} \right) = {10^{ - 11}}{\rm{.1}}{{\rm{0}}^{ - 3}}{\rm{.10}}{\rm{.0,005}}{\rm{.}}\left( {\frac{1}{{306,3}} - \frac{1}{{306,3 + 34}}} \right) = 1,{63.10^{ - 19}}C$

Chọn A.

Đáp án - Lời giải

Câu hỏi 31 :

Một hạt bụi nằm cân bằng trong khoảng giữa hai tấm kim loại song song nằm ngang và nhiễm điện trái dấu. Biết rằng hạt bụi cách bản dưới đoạn $d = 0,8\,\,cm$, và hiệu điện thế giữa hai bản tấm kim loại nhiễm điện trái dấu đó là $U = 300\,\,V$. Trong bao lâu hạt bụi sẽ rơi xuống bản dưới, nếu hiệu điện thế giữa hai bản giảm đi một lượng $\Delta U = 60\,\,V$

A $0,09\,\,s$
B $0,06\,\,s$
C $0,18\,\,s$
D $0,12\,\,s$

Đáp án: A

Phương pháp giải:

Xác định các lực tác dụng lên vật

Áp dụng điều kiện cân bằng của vật

Mối liên hệ giữa cường độ điện trường và hiệu điện thế $U = E.d$

Lời giải chi tiết:

Các lực tác dụng lên quả cầu gồm: Trọng lực $\overrightarrow P $ , lực điện $\overrightarrow F $

Điều kiện cân bằng của quả cầu: $\overrightarrow F + \overrightarrow P = 0 \to F = P \leftrightarrow qE = mg \to q = \frac{{mg}}{E}$

Mặt khác: $E = \frac{U}{d} \to q = \frac{{mg}}{{\frac{U}{d}}} = \frac{{mgd}}{U}$ (1)

Sau khi giảm hiệu điện thế giữa hai bản tụ thì hạt bụi chuyển động biến đổi đều nên theo định luật II-Newtơn ta có: $\overrightarrow {F'} + \overrightarrow P = m\overrightarrow a $ (*)

Chọn chiều dương là chiều chuyển động (hướng xuống), chiếu (*) ta được:

$P - F' = ma \leftrightarrow mg - qE' = ma \leftrightarrow mg - q\frac{{U - \Delta U}}{d} = ma$ (2)

Thế (1) vào (2), ta được: $a = g - g\left( {\frac{{U - \Delta U}}{U}} \right) = \frac{{49}}{{25}}m/{s^2}$

Mặt khác, ta có: $s = d = \frac{1}{2}a{t^2} \to t = \sqrt {\frac{{2{\rm{d}}}}{a}} = 0,09{\rm{s}}$

Chọn A.

Đáp án - Lời giải

Câu hỏi 32 :

Một quả cầu kim loại bán kính $4\,\,cm$, tích điện dương. Để di chuyển điện tích $q = {10^{ - 9}}\,\,C$ từ vô cùng đến điểm M cách mặt cầu đoạn $20\,\,cm$, người ta cần thực hiện một công $A' = {5.10^{ - 7}}\,\,J$. Điện thế trên mặt quả cầu do điện tích của quả cầu gây ra là bao nhiêu? Chọn mốc tính điện thế tại vô cùng bằng $0$.

A $500\,\,V$
B $600\,\,V$
C $3000\,\,V$
D $1500\,\,V$

Đáp án: C

Phương pháp giải:

Công của lực điện trường: ${A_{MN}} = {U_{MN}}.q = \left( {{V_M}-{V_N}} \right).q$

Điện thế: ${V_M} = \frac{{{A_{M\infty }}}}{q} = k\frac{Q}{r}$

Lời giải chi tiết:

Khi điện tích q di chuyển từ vô cùng về M thì nó chịu tác dụng của lực do tay tác dụng và lực điện (do điện trường của quả cầu gây ra)

Gọi A là công của lực điện trường của quả cầu sinh ra khi di chuyển q

Ta có: $A = - A' = - {5.10^{ - 7}}\,\,J$

Mặt khác, ta có: $A = q({V_\infty } - {V_M}) = - q{V_M}$

$ \to $ điện thế do quả cầu sinh ra là:

${V_M} = \frac{A}{{ - q}} = \frac{{ - {{5.10}^{ - 7}}}}{{ - {{10}^{ - 9}}}} = 500V$

Gọi Q là điện tích quả cầu, điện thế tại M là:

${V_M} = k\frac{Q}{{{r_M}}} \to Q = \frac{{{V_M}{r_M}}}{k} = \frac{{500.0,24}}{{{{9.10}^9}}} = \frac{{40}}{3}{.10^{ - 9}}C$

Vậy điện thế do quả cầu gây ra tại bề mặt quả cầu là:

${V_0} = k\frac{Q}{{{r_0}}} = {9.10^9}\frac{{\frac{{40}}{3}{{.10}^{ - 9}}}}{{0,04}} = 3000V$

Chọn C.

Đáp án - Lời giải

Câu hỏi 33 :

Ba tụ điện C₁ = 1 mF, C₂ = 3 mF, C₃ = 6 mF. Cách ghép nào sau đây cho điện dung của bộ tụ là 2,1 mF?

A (C₁ song song C₃) nối tiếp C₂
B Ba tụ ghép song song nhau
C (C₂ song song C₃) nối tiếp C₁
D Ba tụ ghép nối tiếp nhau

Đáp án: A

Phương pháp giải:

Điện dung của bộ tụ mắc nối tiếp : $\frac{1}{{{C}_{b}}}=\frac{1}{{{C}_{1}}}+\frac{1}{{{C}_{2}}}+...$

Điện dung của bộ tụ mắc song song : C_b = C₁ + C₂ + …

Lời giải chi tiết:

Nếu mắc (C₁ song song C₃) nối tiếp C₂ thì điện dung của bộ tụ là :

${{C}_{b}}=\frac{({{C}_{1}}+{{C}_{3}}){{C}_{2}}}{{{C}_{1}}+{{C}_{3}}+{{C}_{2}}}=\frac{(1+6).3}{1+6+3}=2,1\mu F$

Chọn A

Đáp án - Lời giải

Câu hỏi 34 :

Để tụ tích một điện lượng 10 nC thì đặt vào hai đầu tụ một hiệu điện thế 2V. Để tụ đó tích được điện lượng 2 nC thì phải đặt vào hai đầu tụ một hiệu điện thế

A 400 mV.
B 5V.
C 20 V.
D 0,04 V.

Đáp án: A

Phương pháp giải:

Điện dung của tụ điện đặc trưng cho khả năng tích điện của tụ điện ở một hiệu điện thế nhất định :

$C = \frac{Q}{U} \Rightarrow Q = C.U$

Lời giải chi tiết:

Ta có :

$Q = C.U \Rightarrow Q \sim C$

Do đó :

$U' = \frac{{Q'}}{Q}.U = \frac{2}{{10}}.2 = 0,4V = 400mV$

Chọn A.

Đáp án - Lời giải

Câu hỏi 35 :

Một tụ điện phẵng tích điện đến hiệu điện thế U₁ = 300 V. Sau khi ngắt khỏi nguồn điện người ta giảm khoảng cách giữa 2 bản tụ xuống còn một nửa. Lúc này hiệu điện thế giữa hai bản bằng

A 300 V.
B 600 V.
C 150 V.
D 0 V.

Đáp án: C

Lời giải chi tiết:

Đáp án - Lời giải

Câu hỏi 36 :

Một tụ điện phẵng không khí có điện dung C = 2.10^-3mF được tích điện đến hiệu điện thế U = 500 V. Ngắt tụ ra khỏi nguồn rồi nhúng vào một chất lỏng thì hiệu điện thế của tụ bằng U’ = 250 V. Hằng số điện môi của chất lỏng và điện dung của tụ lúc này là

A e = 2 và C’ = 8.10^-3mF.
B e = 8 và C’ = 10^-3mF.
C e = 4 và C’ = 2.10^-3mF.
D e = 2 và C’ = 4.10^-3mF.

Đáp án: D

Lời giải chi tiết:

Đáp án - Lời giải

Câu hỏi 37 :

Một tụ điện phẳng, điện dung 12 nF, điện môi không khí. Tích điện cho tụ dưới hiệu điện thế 15V. Hỏi có bao nhiêu hạt electron chạy đến bản âm của tụ khi tích điện? Biết điện tích của electron là q = - e = - 1,6.10^-19 C.

A 1,125.10¹² hạt.
B 15.10¹² hạt.
C 1,125.10¹⁵ hạt.
D 1,5.10⁹ hạt.

Đáp án: A

Lời giải chi tiết:

Đáp án - Lời giải

Câu hỏi 38 :

Một tụ điện phẳng gồm hai bản tụ có diện tích phần đối diện là S, khoảng cách giữa hai bản tụ là d, lớp điện môi có hằng số điện môi ồ, điện dung được tính theo công thức:

A
B
C
D

Đáp án: B

Đáp án - Lời giải

Câu hỏi 39 :

Một tụ điện có điện dung 500 (pF) được mắc vào hiệu điện thế 100 (V). Điện tích của tụ điện là:

A q = 5.10⁴ (μC)
B q = 5.10⁴ (nC).
C q = 5.10^-2 (μC).
D q = 5.10^-4 (C).

Đáp án: C

Lời giải chi tiết:

Áp dụng công thức tính điện tích của tụ điện q = C.U với C = 500 (pF) = 5.10^-10 (F) và U= 100 (V). Điện tích của tụ điện là q = 5.10^-8 (C) = 5.10^-2 (μC).

Đáp án - Lời giải

Câu hỏi 40 :

Một tụ điện phẳng gồm hai bản có dạng hình tròn bán kính 3 (cm), đặt cách nhau 2 (cm) trong không khí. Điện dung của tụ điện đó là:

A C = 1,25 (pF).
B C = 1,25 (nF).
C C = 1,25 (μF).
D C = 1,25 (F).

Đáp án: A

Lời giải chi tiết:

Đáp án - Lời giải

Câu hỏi 41 :

Một tụ điện không khí phẳng mắc vào nguồn điện có hiệu điện thế U = 200 (V). Hai bản tụ cách nhau 4 (mm). Mật độ năng lượng điện trường trong tụ điện là:

A w = 1,105.10^-8 (J/m³).
B w = 11,05 (mJ/m³).
C w = 8,842.10^-8 (J/m³).
D w = 88,42 (mJ/m³).

Đáp án: B

Lời giải chi tiết:

Đáp án - Lời giải

Câu hỏi 42 :

Một tụ điện có điện dung C = 5 (µF) được tích điện, điện tích của tụ điện bằng 10^-3 (C). Nối tụ điện đó vào bộ acquy suất điện động 80 (V), bản điện tích dương nối với cực dương, bản điện tích âm nối với cực âm của bộ acquy. Sau khi đã cân bằng điện thì

A năng lượng của bộ acquy tăng lên một lượng 84 (mJ).
B năng lượng của bộ acquy giảm đi một lượng 84 (mJ).
C năng lượng của bộ acquy tăng lên một lượng 84 (kJ).
D năng lượng của bộ acquy giảm đi một lượng 84 (kJ).

Đáp án: A

Lời giải chi tiết:

Đáp án - Lời giải

Câu hỏi 43 :

Bộ tụ điện gồm hai tụ điện: C₁ = 20 (µF), C₂ = 30 (µF) mắc nối tiếp với nhau, rồi mắc vào hai cực của nguồn điện có hiệu điện thế U = 60 (V). Hiệu điện thế trên mỗi tụ điện là:

A U₁ = 60 (V) và U₂ = 60 (V).
B U₁ = 15 (V) và U₂ = 45 (V).
C U₁ = 36 (V) và U₂ = 24 (V).
D U₁ = 30 (V) và U₂ = 30 (V).

Đáp án: C

Phương pháp giải:

Hai tụ mắc nối tiếp:

$\left\{ \matrix{
U = {U_1} + {U_2} \hfill \cr
Q = {Q_1} = {Q_2} \hfill \cr} \right.$

Lời giải chi tiết:

Do hai tụ mắc nối tiếp nên:

$\eqalign{
& \left\{ \matrix{
U = {U_1} + {U_2} \hfill \cr
Q = {Q_1} = {Q_2} \hfill \cr} \right. \Leftrightarrow \left\{ \matrix{
{U_1} + {U_2} = 60 \hfill \cr
{C_1}{U_1} = {C_2}{U_2} \hfill \cr} \right. \cr
& \Leftrightarrow \left\{ \matrix{
{U_1} + {U_2} = 60 \hfill \cr
20{U_1} = 30{U_2} \hfill \cr} \right. \Leftrightarrow \left\{ \matrix{
{U_1} + {U_2} = 60 \hfill \cr
2{U_1} = 3{U_2} \hfill \cr} \right. \Rightarrow \left\{ \matrix{
{U_1} = 36V \hfill \cr
{U_2} = 24V \hfill \cr} \right. \cr} $

Chọn C.

Đáp án - Lời giải

Câu hỏi 44 :

Một bộ tụ điện gồm 10 tụ điện giống nhau (C = 8 µF) ghép nối tiếp với nhau. Bộ tụ điện được nối với hiệu điện thế không đổi U = 150 (V). Độ biến thiên năng lượng của bộ tụ điện sau khi có một tụ điện bị đánh thủng là:

A 9 (mJ).
B 10 (mJ).
C 19 (mJ).
D 1 (mJ).

Đáp án: D

Lời giải chi tiết:

Đáp án - Lời giải

Câu hỏi 45 :

Có hai tụ điện: tụ điện 1 có điện dung C₁ = 3 (µF) tích điện đến hiệu điện thế U₁ = 300 (V), tụ điện 2 có điện dung C₂ = 2 (µF) tích điện đến hiệu điện thế U₂ = 200 (V). Nối hai bản mang điện tích cùng tên của hai tụ điện đó với nhau. Hiệu điện thế giữa các bản tụ điện là:

A U = 200 (V).
B U = 260 (V).
C U = 300 (V).
D U = 500 (V).

Đáp án: B

Lời giải chi tiết:

Hướng dẫn: Khi nối hai bản mang điện tích cùng tên của hai tụ điện đó với nhau thì điện tích của bộ tụ điện bằng tổng điện tích của hai tụ điện: q_b = q₁ + q₂ = C₁U₁ + C₂U₂ = 13.10^-4 (C).

Điện dung của bộ tụ điện là C_b = C₁ + C₂ = 5 (µF) = 5.10^-6 (C).

Mặt khác ta có q_b = C_b.U_b

Suy ra U_b = q_b/C_b = 260 (V).

Đáp án - Lời giải

Câu hỏi 46 :

Hai bản của một tụ điện phẳng là hình tròn, tụ điện được tích điện sao cho điện trường trong tụ điện bằng E = 3.10⁵ (V/m). Khi đó điện tích của tụ điện là Q = 100 (nC). Lớp điện môi bên trong tụ điện là không khí. Bán kính của các bản tụ là:

A R = 11 (cm).
B R = 22 (cm).
C R = 11 (m).
D R = 22 (m).

Đáp án: A

Lời giải chi tiết:

Đáp án - Lời giải

Câu hỏi 47 :

Có hai tụ điện: tụ điện 1 có điện dung C₁ = 3 (µF) tích điện đến hiệu điện thế U₁ = 300 (V), tụ điện 2 có điện dung C₂ = 2 (µF) tích điện đến hiệu điện thế U₂ = 200 (V). Nối hai bản mang điện tích cΩng tên của hai tụ điện đó với nhau. Hiệu điện thế giữa các bản tụ điện là:

A U = 200 (V).
B U = 260 (V).
C U = 300 (V).
D U =500 (V).

Đáp án: B

Lời giải chi tiết:

Khi nối hai bản mang điện tích cΩng tên của hai tụ điện đó với nhau thì điện tích của bộ tụ điện bằng tổng điện tích của hai tụ điện: q_b = q₁ + q₂ = C₁U₁ + C₂U₂ = 13.10^-4 (C). Điện dung của bộ tụ điện là C_b = C₁ + C₂ = 5 (µF) = 5.10^-6 (C). Mặt khác ta có q_b = C_b.U_b suy ra U_b = q_b/C_b = 260 (V).

Đáp án - Lời giải

Câu hỏi 48 :

Một tụ điện phẳng gồm hai bản có dạng hình tròn bán kính 5 (cm), đặt cách nhau 2 (cm) trong không khí. Điện trường đánh thủng đối với không khí là 3.10⁵(V/m). Hệu điện thế lớn nhất có thể đặt vào hai bản cực của tụ điện là:

A U_max = 3000 (V).
B U_max = 6000 (V).
C U_max = 15.10³ (V).
D U_max = 6.10⁵ (V).

Đáp án: B

Lời giải chi tiết:

Áp dụng công thức U_max = E_max.d với d = 2 (cm) = 0,02 (m) và E_max = 3.10⁵(V/m). Hệu điện thế lớn nhất có thể đặt vào hai bản cực của tụ điện là U_max = 6000 (V).

Đáp án - Lời giải

Câu hỏi 49 :

Một tụ điện phẳng gồm hai bản có dạng hình tròn bán kính 5 (cm), đặt cách nhau 2 (cm) trong không khí. Điện trường đánh thủng đối với không khí là 3.10⁵(V/m). Hệu điện thế lớn nhất có thể đặt vào hai bản cực của tụ điện là:

A U_max = 3000 (V).
B U_max = 6000 (V).
C U_max = 15.10³ (V).
D U_max = 6.10⁵ (V).

Đáp án: B

Lời giải chi tiết:

Áp dụng công thức U_max = E_max.d với d = 2 (cm) = 0,02 (m) và E_max = 3.10⁵(V/m). Hệu điện thế lớn nhất có thể đặt vào hai bản cực của tụ điện là U_max = 6000 (V).

Đáp án - Lời giải

Câu hỏi 50 :

Một tụ điện phẳng có các bản đặt nằm ngang và hiệu điện thế giữa hai bản là 300V. Một hạt bụi nằm lơ lửng trong khoảng giữa hai bản tụ điện ấy và cách bản dưới một khoảng 0,8cm. Lấy g = 10m/s². Nếu hiệu điện thế giữa hai bản đột ngột giảm bớt đi 60V thì thời gian hạt bụi sẽ rơi xuống bản dưới gần nhất với giá trị nào sau đây?