-
Chương 1. Điện tích. Điện trường
- Bài 1. Điện tích - Định luật Culông
- Bài 2. Thuyết electron và định luật bảo toàn điện tích
- Tổng hợp bài tập định luật Culông (phần 1)
- Tổng hợp bài tập định luật Culông (phần 2)
- Bài 3. Điện trường
- Bài 3. Bài tập điện trường
- Bài 4. Công của lực điện - Hiệu điện thế
- Tổng hợp bài tập công của lực điện - Hiệu điện thế
- Bài 6. Tụ điện
- Tổng hợp bài tập về tụ điện
- Tổng hợp bài tập chuyển động của điện tích trong điện trường
- Ôn tập chương 1
-
Chương 2. Dòng điện không đổi
- Bài 7. Đại cương về dòng điện không đổi - Nguồn điện
- Bài 8. Điện năng và công suất điện
- Tổng hợp bài tập tính điện trở dây dẫn, biến trở
- Bài 9. Định luật Ôm cho đoạn mạch chỉ có điện trở
- Bài 9. Định luật Ôm đối với toàn mạch - Mắc nguồn điện thành bộ
- Tổng hợp bài tập định luật Ôm
- Bài 9. Định luật Ôm cho mạch chứa tụ điện
- Ôn tập chương 2
-
Chương 3. Dòng điện trong các môi trường
-
Chương 4. Từ trường
- Bài 19. Từ trường
- Bài 20. Lực từ - Cảm ứng từ
- Bài 21. Từ trường của dòng điện trong các dây dẫn có hình dạng đặc biệt
- Bài 21. Tương tác giữa hai dòng điện song song
- Bài 21. Khung dây đặt trong từ trường đều
- Bài 22. Lực Lorenxơ
- Bài 22. Chuyển động của hạt mang điện trong từ trường đều
- Ôn tập chương 4
-
Chương 5. Cảm ứng điện từ
-
Chương 6. Khúc xạ ánh sáng
-
Chương 7. Mắt. Các dụng cụ quang
Trắc nghiệm Tổng hợp bài tập về tụ điện - Vật Lí 11
Đề bài
Một tụ điện phẳng có điện môi không khí; khoảng cách giữa 2 bản là d = 0,5 cm; diện tích một bản là 36 cm2. Mắc tụ vào nguồn điện có hiệu điện thế U =100 V. Tính điện dung của tụ điện và điện tích tích trên tụ.
-
A.
\(C = \dfrac{1}{{50\pi }}(nF);Q = \dfrac{2}{\pi }(nC)\)
-
B.
\(C = \dfrac{{{{10}^{ - 4}}}}{\pi }(nF);Q = \dfrac{1}{{5\pi }}(nC)\)
-
C.
\(C = \dfrac{{10}}{\pi }(nF);Q = \dfrac{{{{10}^2}}}{{5\pi }}(nC)\)
-
D.
\(C = \dfrac{{{{10}^{ - 2}}}}{\pi }(nF);Q = \dfrac{1}{\pi }(nC)\)
Một tụ điện phẳng có điện môi không khí; khoảng cách giữa $2$ bản là $d = 0,5 cm$; diện tích một bản là $36 cm^2$. Mắc tụ vào nguồn điện có hiệu điện thế $U=100 V$. Năng lượng điện trường trong tụ điện là:
-
A.
\({\rm{W}} = \dfrac{{0,1}}{\pi }(\mu J)\)
-
B.
\({\rm{W}} = \dfrac{1}{\pi }(\mu J)\)
-
C.
\({\rm{W}} = \dfrac{{10}}{\pi }(\mu J)\)
-
D.
\({\rm{W}} = \dfrac{{{{10}^2}}}{\pi }(\mu J)\)
Một tụ điện phẳng có điện môi không khí; khoảng cách giữa 2 bản là d = 0,5 cm; diện tích một bản là 36 cm2. Mắc tụ vào nguồn điện có hiệu điện thế U=100 V. Nếu người ta ngắt tụ điện ra khỏi nguồn rồi nhúng nó chìm hẳn vào một điện môi lỏng có hằng số điện môi ε = 2. Hiệu điện thế của tụ là:
-
A.
10 (V)
-
B.
50 (V)
-
C.
20 (V)
-
D.
5 (V)
Cho bộ tụ điện mắc như hình vẽ:
\({C_1} = 4\mu F;{C_2} = {C_4} = 6\mu F;{C_3} = 3,6\mu F\). Mắc 2 cực AB vào hiệu điện thế U = 100V. Điện dung của bộ tụ là:
-
A.
\(2,4\mu F\)
-
B.
\(6\mu F\)
-
C.
\(3\mu F\)
-
D.
\(8,4\mu F\)
Cho bộ tụ điện mắc như hình vẽ.
\({C_1} = 4\mu F;{C_2} = {C_4} = 6\mu F;{C_3} = 3,6\mu F\). Nếu hiệu điện thế giới hạn của bộ tụ C1,2,3 (CAM) là 40V; hiệu điện thế giới hạn của tụ C4 là 60V. Thì hiệu điện thế tối đa đặt vào 2 đầu mạch điện là bao nhiêu để các tụ không bị đánh thủng?
-
A.
60V
-
B.
40V
-
C.
100V
-
D.
80V
Tụ xoay có điện dung thay đổi từ \({C_1} = 30pF\) đến \({C_2} = 120pF\) khi góc xoay biến thiên từ 00 đến 900. Biết điện dung của tụ xoay là hàm bậc nhất của góc xoay . Biểu thức nào sau đây là đúng?
-
A.
\(C = \alpha + 30{\rm{ }}(pF)\)
-
B.
\(C = 30\alpha + 1{\rm{ }}(pF)\)
-
C.
\(C = 3\alpha + 10{\rm{ }}(pF)\)
-
D.
\(C = 3\alpha + 3{\rm{ }}(pF)\)
Một tụ điện phẳng có diện tích \(S = 100c{m^2}\), khoảng cách hai bản là \(d = 1mm\), giữa hai bản là lớp điện môi có \(\varepsilon = 5\). Dùng nguồn \(U = 100V\) để nạp cho tụ điện Điện tích mà tụ điện tích được là:
-
A.
\(Q = {5.10^{ - 8}}(C)\)
-
B.
\(Q = 4,{5.10^{ - 8}}(C)\)
-
C.
\(Q = 4,{421.10^{ - 8}}(C)\)
-
D.
\(Q = 6,{21.10^{ - 8}}(C)\)
Hai bản của một tụ điện phẳng là các hình tròn, tụ điện được tích điện sao cho điện trường trong tụ bằng \({3.10^5}V/m\). Khi đó, điện tích của tụ điện là \(Q = 100nC\), biết bên trong tụ điện là không khí. Bán kính của các bản là:
-
A.
\(R = 0,012m\)
-
B.
\(R = 0,11m\)
-
C.
\(R = 1,2cm\)
-
D.
\(R = 1,1cm\)
Một tụ điện phẳng có 2 bản tụ cách nhau \(d = 2mm\). Tụ điện tích điện dưới hiệu điện thế \(U = 100V\). Gọi \(\sigma \) là mật độ điện tích trên bản tụ và được đo bằng thương số Q/S ( Q là điện tích, S là diện tích). Tính mật độ điện tích \(\sigma \) trên mỗi bản tụ khi đặt trong dầu hỏa có điện môi \(\varepsilon = 2\)?
-
A.
\(\sigma = {4.10^{ - 7}}(C/{m^2})\)
-
B.
\(\sigma = 3,{2.10^{ - 7}}(C/{m^2})\)
-
C.
\(\sigma = 9,{1.10^{ - 7}}(C/{m^2})\)
-
D.
\(\sigma = 8,{8.10^{ - 7}}(C/{m^2})\)
Một tụ điện phẳng được mắc vào hai cực của một nguồn điện có hiệu điện thế 50V. Ngắt tụ điện ra khỏi nguồn rồi kéo cho khoảng cách giữa hai bản tụ tăng lên gấp đôi so với lúc đầu. Hiệu điện thế của tụ điện khi đó là:
-
A.
100V
-
B.
50V
-
C.
25V
-
D.
200V
Một tụ điện phẳng không khí, có hai bản hình tròn bán kính
\(R = 6cm\) đặt cách nhau một khoảng \(d = 0,5cm\). Đặt vào hai bản một hiệu điện thế U =10V. Năng lượng của tụ điện là:
-
A.
\({\rm{W}} = {6.10^{ - 10}}(J)\)
-
B.
\({\rm{W}} = {8.10^{ - 10}}(J)\)
-
C.
\({\rm{W}} = {48.10^{ - 10}}(J)\)
-
D.
\({\rm{W}} = {10^{ - 9}}(J)\)
Một tụ điện có điện dung \(C = 6\mu F\) được mắc vào nguồn điện hiệu điện thế U = 100V. Sau khi tụ được ngắt ra khỏi nguồn, điện tích của tụ điện phóng qua lớp điện môi trong tụ điện đến khi hết điện tích. Nhiệt lượng tỏa ra ở điện môi trong thời gian phóng điện đó là:
-
A.
0,015J
-
B.
0,025J
-
C.
0,03J
-
D.
0,05J
Năm tụ giống nhau, mỗi tụ có \(C = 0,2\mu F\) mắc nối tiếp. Bộ tụ được tích điện thu năng lượng \(0,2mJ\). Hiệu điện thế trên mỗi tụ là:
-
A.
100V
-
B.
20V
-
C.
50V
-
D.
25V
Việc hàn mối dây đồng được thực hiện bằng một xung phóng điện của tụ C=1mF được tích điện đến hiệu điện thế U = 1,5kV, thời gian phát xung \(t = 2\mu s\), hiệu suất của thiết bị H = 4%. Công suất trung bình hiệu dụng của mỗi xung là:
-
A.
22,5kW
-
B.
22,5MW
-
C.
5,24MW
-
D.
5,24kW
Cho mạch điện gồm 3 tụ điện \({C_1} = 1\mu F;{C_2} = 1,5\mu F;{C_3} = 3\mu F\) mắc nối tiếp nhau. Đặt vào hai đầu đoạn mạch một hiệu điện thế \({U_{AB}} = 120V\). Điện dung tương đương của bộ tụ là:
-
A.
\(0,5\mu F\)
-
B.
\(2\mu F\)
-
C.
\(5,5\mu F\)
-
D.
\(0,182\mu F\)
Cho mạch điện gồm 2 tụ điện \({C_1} = 3\mu F,{C_2} = 2\mu F\) mắc song song. Đặt vào hai đầu đoạn mạch một hiệu điện thế \({U_{AB}} = 25V\). Điện tích của tụ \({Q_1}\) có giá trị là:
-
A.
\(37,5\mu C\)
-
B.
\(125\mu C\)
-
C.
\(75\mu C\)
-
D.
\(50\mu C\)
Cho mạch điện như hình vẽ.
Biết các tụ \({C_1} = 0,25\mu F,{C_2} = 1\mu F,{C_3} = 3\mu F,U = 12V\). Hiệu điện thế trên C3 có giá trị là:
-
A.
3V
-
B.
6V
-
C.
12V
-
D.
8V
Cho mạch điện như hình vẽ.
Biết \({C_1} = 6\mu F\), \({C_2} = 3\mu F\), \({C_3} = 6\mu F\), \({C_4} = 1\mu F\), \({U_{AB}} = 60V\).
Hiệu điện thế trên tụ ${C_4}$ có giá trị là:
-
A.
40V
-
B.
60V
-
C.
20V
-
D.
30V
Hai tụ không khí phẳng \({C_1} = 0,2\mu F;{C_2} = 0,4\mu F\) mắc song song. Bộ tụ được tích điện đến hiệu điện thế U = 450V rồi ngắt ra khỏi nguồn. Sau đó lấp đầy khoảng giữa hai bản tụ C2 bằng chất điện môi có \(\varepsilon = 2\). Điện tích của tụ 1 có giá trị là:
-
A.
\({Q_1} = 2,{6.10^{ - 5}}C\)
-
B.
\({Q_1} = 4,{1.10^{ - 5}}C\)
-
C.
\({Q_1} = 5,{4.10^{ - 5}}C\)
-
D.
\({Q_1} = 3,{2.10^{ - 5}}C\)
Có ba tụ \({C_1} = 2\mu F;{C_2} = 4\mu F;{C_3} = 6\mu F\) mắc nối tiếp. Mỗi tụ có hiệu điện thế giới hạn \({U_{gh}} = 3000V\). Tính hiệu điện thế giới hạn của bộ tụ.
-
A.
\(U \le 16500V\)
-
B.
\(U \le 3000V\)
-
C.
\(U \le 11000V\)
-
D.
\(U \le 5500V\)
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.
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.
Đặt vào 2 đầu của một tụ điện một hiệu điện thế U=120V thì điện tích của tụ 24.10-4C. Điện dung của tụ điện:
-
A.
\(0,02\mu F\)
-
B.
\(2\mu F\)
-
C.
\(0,2\mu F\)
-
D.
\(20\mu F\)
Một tụ điện phẳng có điện dung C = 200pF được tích điện đến hiệu điện thế U = 4 V. Khoảng cách giữa hai bản tụ điện là d = 0,2 mm. Điện tích của tụ điện là:
-
A.
\({5.10^{ - 10}}C\)
-
B.
\({8.10^{ - 10}}C\)
-
C.
\({8.10^{ 10}}C\)
-
D.
\({0,8.10^{ - 10}}C\)
Hạt bụi khối lượng m = 0,02g mang điện tích q = 5.10-5C đặt sát bản dương của một tụ phẳng không khí. Hai bản tụ có khoảng cách d = 5cm và hiệu điện thế U = 500V. Sau bao lâu hạt bụi chuyển động đến bản tụ âm và vận tốc của nó khi đó. Bỏ qua tác dụng của trọng lực.
-
A.
t = 2.10-3 s và v = 50 m/s.
-
B.
t = 2.10-2 s và v = 50 m/s.
-
C.
t = 2.10-3 s và v = 50 cm/s.
-
D.
t = 2.10-2 s và v = 25 m/s.
Tụ điện phẳng không khí có điện dung 5nF. Cường độ điện trường lớn nhất mà tụ có thể chịu được là 3.105 V/m, khoảng cách giữa 2 bản tụ là 2mm. Điện tích lớn nhất có thể tích cho tụ là
-
A.
\({2.10^{ - 6}}C\)
-
B.
\({3.10^{ - 6}}C\)
-
C.
\(2,{5.10^{ - 6}}C\)
-
D.
\({4.10^{ - 6}}C\)
Một tụ điện được tích điện bằng một hiệu điện thế 10V thì năng lượng của tụ là 10mJ. Nếu muốn năng lượng của tụ là 22,5mJ thì hai bản tụ phải có hiệu điện thế là:
-
A.
7,5V
-
B.
20V
-
C.
15V
-
D.
40V
Một tụ điện có điện dung \(4\mu F\). Khi đặt một hiệu điện thế 4V vào 2 bản tụ điện thì tụ tích được một điện lượng là:
-
A.
\({2.10^{ - 6}}{\mkern 1mu} {\rm{C}}.\)
-
B.
\({16.10^{ - 6}}{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\rm{C}}.\)
-
C.
\({4.10^{ - 6}}{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\rm{C}}.\)
-
D.
\({8.10^{ - 6}}{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\rm{C}}.\)
Một tụ có điện dung \(2\mu {\rm{F}}\). Khi đặt một hiệu điện thế 4V vào hai bản của tụ điện thì tụ tích được một điện lượng là
-
A.
\({2.10^{ - 6}}{\rm{C}}\).
-
B.
\({16.10^{ - 6}}{\rm{C}}\).
-
C.
\({4.10^{ - 6}}{\rm{C}}\).
-
D.
\({8.10^{ - 6}}{\rm{C}}\).
Lời giải và đáp án
Một tụ điện phẳng có điện môi không khí; khoảng cách giữa 2 bản là d = 0,5 cm; diện tích một bản là 36 cm2. Mắc tụ vào nguồn điện có hiệu điện thế U =100 V. Tính điện dung của tụ điện và điện tích tích trên tụ.
-
A.
\(C = \dfrac{1}{{50\pi }}(nF);Q = \dfrac{2}{\pi }(nC)\)
-
B.
\(C = \dfrac{{{{10}^{ - 4}}}}{\pi }(nF);Q = \dfrac{1}{{5\pi }}(nC)\)
-
C.
\(C = \dfrac{{10}}{\pi }(nF);Q = \dfrac{{{{10}^2}}}{{5\pi }}(nC)\)
-
D.
\(C = \dfrac{{{{10}^{ - 2}}}}{\pi }(nF);Q = \dfrac{1}{\pi }(nC)\)
Đáp án : A
+ Áp dụng biểu thức tính điện dung: \(C = \dfrac{{\varepsilon S}}{{{{9.10}^9}.4\pi .d}}\)
+ Áp dụng biểu thức tính điện tích trên tụ : \(q = CU\)
+ Điện dung của tụ điện:
\(C = \dfrac{{\varepsilon .S}}{{{{9.10}^9}.4\pi .d}} = \dfrac{{{{36.10}^{ - 4}}}}{{{{9.10}^9}.4\pi .0,005}} = \dfrac{1}{{50\pi }}(nF)\)
+ Điện tích tích trên tụ:
\(Q = C.U = \dfrac{1}{{50\pi }}{.10^{ - 9}}.100 = \dfrac{2}{\pi }(nC)\)
Một tụ điện phẳng có điện môi không khí; khoảng cách giữa $2$ bản là $d = 0,5 cm$; diện tích một bản là $36 cm^2$. Mắc tụ vào nguồn điện có hiệu điện thế $U=100 V$. Năng lượng điện trường trong tụ điện là:
-
A.
\({\rm{W}} = \dfrac{{0,1}}{\pi }(\mu J)\)
-
B.
\({\rm{W}} = \dfrac{1}{\pi }(\mu J)\)
-
C.
\({\rm{W}} = \dfrac{{10}}{\pi }(\mu J)\)
-
D.
\({\rm{W}} = \dfrac{{{{10}^2}}}{\pi }(\mu J)\)
Đáp án : A
+ Áp dụng biểu thức tính điện dung: \(C = \dfrac{{\varepsilon S}}{{{{9.10}^9}.4\pi .d}}\)
+ Vận dụng biểu thức tính năng lượng điện trường:
\({\rm{W}} = \dfrac{1}{2}C{U^2}\)
+ Điện dung của tụ điện:
\(C = \dfrac{{\varepsilon .S}}{{{{9.10}^9}.4\pi .d}} = \dfrac{{{{36.10}^{ - 4}}}}{{{{9.10}^9}.4\pi .0,005}} = \dfrac{1}{{50\pi }}(nF)\)
+ Năng lượng điện trường:
\(W = \dfrac{1}{2}C{U^2} = \dfrac{1}{2}\dfrac{1}{{50\pi }}{.10^{ - 9}}{.10^4} = \dfrac{{0,1}}{\pi }(\mu J)\)
Một tụ điện phẳng có điện môi không khí; khoảng cách giữa 2 bản là d = 0,5 cm; diện tích một bản là 36 cm2. Mắc tụ vào nguồn điện có hiệu điện thế U=100 V. Nếu người ta ngắt tụ điện ra khỏi nguồn rồi nhúng nó chìm hẳn vào một điện môi lỏng có hằng số điện môi ε = 2. Hiệu điện thế của tụ là:
-
A.
10 (V)
-
B.
50 (V)
-
C.
20 (V)
-
D.
5 (V)
Đáp án : B
+ Áp dụng biểu thức tính điện dung: \(C = \frac{{\varepsilon S}}{{{{9.10}^9}.4\pi .d}}\)
+ Áp dụng biểu thức tính điện tích trên tụ : \(q = CU\)
+ Điện dung của tụ điện:
\(C = \frac{{\varepsilon .S}}{{{{9.10}^9}.4\pi .d}} = \frac{{{{36.10}^{ - 4}}}}{{{{9.10}^9}.4\pi .0,005}} = \frac{1}{{50\pi }}(nF)\)
+ Điện tích tích trên tụ:
\(Q = C.U = \frac{1}{{50\pi }}{.10^{ - 9}}.100 = \frac{2}{\pi }(nC)\)
+ Khi nhúng tụ vào trong dung môi có: \(\varepsilon = 2 \to C' = 2C = \frac{2}{{50\pi }} = \frac{1}{{25\pi }}(F)\)
Khi ngắt tụ ra khỏi nguồn => tụ điện trở thành hệ cô lập => điện tích của tụ không thay đổi:
\( \to Q' = Q \to C'U' = CU \to U' = \frac{C}{{C'}}U = \frac{U}{2} = 50(V)\)
Cho bộ tụ điện mắc như hình vẽ:
\({C_1} = 4\mu F;{C_2} = {C_4} = 6\mu F;{C_3} = 3,6\mu F\). Mắc 2 cực AB vào hiệu điện thế U = 100V. Điện dung của bộ tụ là:
-
A.
\(2,4\mu F\)
-
B.
\(6\mu F\)
-
C.
\(3\mu F\)
-
D.
\(8,4\mu F\)
Đáp án : C
+ Vận dụng biểu thức tính điện dung của tụ khi ghép nối tiếp: \(\frac{1}{{{C_{nt}}}} = \frac{1}{{{C_1}}} + \frac{1}{{{C_2}}} + ... + \frac{1}{{{C_n}}}\)
+ Vận dụng biểu thức tính điện dung của tụ khi ghép song song: \({C_{//}} = {\rm{ }}{C_1} + {\rm{ }}{C_2} + {\rm{ }} \ldots + {\rm{ }}{C_n}\)
Cấu tạo của mạch điện: \(\left( {\left( {{{\rm{C}}_{\rm{1}}}{\rm{ nt }}{{\rm{C}}_{\rm{2}}}} \right){\rm{//}}{{\rm{C}}_{\rm{3}}}} \right){\rm{ nt }}{{\rm{C}}_{\rm{4}}}\)
Điện dung của bộ tụ:
\(\begin{array}{l}{C_{12}} = \frac{{{C_1}{C_2}}}{{{C_1} + {C_2}}} = \frac{{6.4}}{{6 + 4}} = 2,4\left( {\mu F} \right)\\{C_{AM}} = {C_{12}} + {C_3} = 2,4 + 3,6 = 6\left( {\mu F} \right)\\{C_{AB}} = \frac{{{C_{AM}}{C_4}}}{{{C_{AM}} + {C_4}}} = \frac{{6.6}}{{6 + 6}} = 3\left( {\mu F} \right)\end{array}\)
Cho bộ tụ điện mắc như hình vẽ.
\({C_1} = 4\mu F;{C_2} = {C_4} = 6\mu F;{C_3} = 3,6\mu F\). Nếu hiệu điện thế giới hạn của bộ tụ C1,2,3 (CAM) là 40V; hiệu điện thế giới hạn của tụ C4 là 60V. Thì hiệu điện thế tối đa đặt vào 2 đầu mạch điện là bao nhiêu để các tụ không bị đánh thủng?
-
A.
60V
-
B.
40V
-
C.
100V
-
D.
80V
Đáp án : D
+ Vận dụng biểu thức tính điện dung của tụ khi ghép nối tiếp: \(\frac{1}{{{C_{nt}}}} = \frac{1}{{{C_1}}} + \frac{1}{{{C_2}}} + ... + \frac{1}{{{C_n}}}\)
+ Vận dụng biểu thức tính điện dung của tụ khi ghép song song: \({C_{//}} = {\rm{ }}{C_1} + {\rm{ }}{C_2} + {\rm{ }} \ldots + {\rm{ }}{C_n}\)
+ Vận dụng biểu thức tính điện tích: \(Q = CU\)
+ Điều kiện để tụ không bị đánh thủng
Từ hình vẽ, ta có: Cấu tạo của mạch điện: \(\left[ {\left( {{{\rm{C}}_{\rm{1}}}{\rm{ nt }}{{\rm{C}}_{\rm{2}}}} \right){\rm{//}}{{\rm{C}}_{\rm{3}}}} \right]{\rm{ nt }}{{\rm{C}}_{\rm{4}}}\)
+ Điện dung của bộ tụ:
\(\begin{array}{l}{C_{12}} = \frac{{{C_1}{C_2}}}{{{C_1} + {C_2}}} = \frac{{6.4}}{{6 + 4}} = 2,4\left( {\mu F} \right)\\{C_{AM}} = {C_{12}} + {C_3} = 2,4 + 3,6 = 6\left( {\mu F} \right)\\{C_{AB}} = \frac{{{C_{AM}}{C_4}}}{{{C_{AM}} + {C_4}}} = \frac{{6.6}}{{6 + 6}} = 3\left( {\mu F} \right)\end{array}\)
+ Điện tích của các tụ:
\(\begin{array}{l}{Q_{AB}} = {C_{AB}}.{U_{AB}} = {3.10^{ - 6}}.100 = {3.10^{ - 4}}(C) = {Q_{AM}} = {Q_4}\\{U_{AM}} = \frac{{{Q_{AM}}}}{{{C_{AM}}}} = \frac{{{{3.10}^{ - 4}}}}{{{{6.10}^{ - 6}}}} = 50(V) = {U_{12}} = {U_3}\\{Q_3} = {C_3}.{U_3} = 3,{6.10^{ - 6}}.50 = 1,{8.10^{ - 4}}(C)\\{Q_{12}} = {C_{12}}.{U_{12}} = 2,{4.10^{ - 6}}.50 = 1,{2.10^{ - 4}}(C) = {Q_1} = {Q_2}\end{array}\)
+ Điện tích cực đại có thể tích trên bộ tụ CAM và C4 là:
\(\begin{array}{*{20}{l}}{{Q_{maxAM}} = {\rm{ }}{C_{AM}}.{U_{maxAM}} = {\rm{ }}{{6.10}^{ - 6}}.40{\rm{ }} = {\rm{ }}{{24.10}^{ - 5}}\left( C \right)}\\{{Q_{max4}} = {\rm{ }}{C_4}.{U_{max4}} = {\rm{ }}{{6.10}^{ - 6}}.60{\rm{ }} = {\rm{ }}{{36.10}^{ - 5}}\left( C \right)}\end{array}\)
Mà thực tế ta có vì CAM; C4 mắc nối tiếp nên để không có tụ nào bị đánh thủng thì:
\({Q_{AM}} = {\rm{ }}{Q_4} \le \min \left( {{{\rm{Q}}_{{\rm{maxAM}}}};{{\rm{Q}}_{{\rm{max4}}}}} \right)\)
Điện tích tối đa của bộ:
Hiệu điện thế tối đa có thể đặt vào 2 đầu mạch điện là: \({U_{AB}} = \frac{{{Q_{AB}}}}{{{C_{AB}}}} = \frac{{{{24.10}^{ - 5}}}}{{{{3.10}^{ - 6}}}} = 80(V)\)
Tụ xoay có điện dung thay đổi từ \({C_1} = 30pF\) đến \({C_2} = 120pF\) khi góc xoay biến thiên từ 00 đến 900. Biết điện dung của tụ xoay là hàm bậc nhất của góc xoay . Biểu thức nào sau đây là đúng?
-
A.
\(C = \alpha + 30{\rm{ }}(pF)\)
-
B.
\(C = 30\alpha + 1{\rm{ }}(pF)\)
-
C.
\(C = 3\alpha + 10{\rm{ }}(pF)\)
-
D.
\(C = 3\alpha + 3{\rm{ }}(pF)\)
Đáp án : A
+ Vì điện dung của tụ là hàm bậc nhất của góc xoay nên ta có:
\(C = \alpha a + b\) (a, b là hằng số)
+ Khi \(\alpha = 0\) thì \({C_1} = 30pF\) và khi \(\alpha = {90^0}\) thì \({C_2} = 120pF\) nên, ta có:
\(\left\{ \begin{array}{l}30 = 0{\rm{a}} + b\\120 = 90{\rm{a}} + b\end{array} \right. \to \left\{ \begin{array}{l}a = 1\\b = 30\end{array} \right.\)
=> Biểu thức của điện dung: \(C = \alpha + 30{\rm{ }}(pF)\)
Một tụ điện phẳng có diện tích \(S = 100c{m^2}\), khoảng cách hai bản là \(d = 1mm\), giữa hai bản là lớp điện môi có \(\varepsilon = 5\). Dùng nguồn \(U = 100V\) để nạp cho tụ điện Điện tích mà tụ điện tích được là:
-
A.
\(Q = {5.10^{ - 8}}(C)\)
-
B.
\(Q = 4,{5.10^{ - 8}}(C)\)
-
C.
\(Q = 4,{421.10^{ - 8}}(C)\)
-
D.
\(Q = 6,{21.10^{ - 8}}(C)\)
Đáp án : C
+ Vận dụng biểu thức tính điện dung: \(C = \frac{{\varepsilon S}}{{4\pi k{\rm{d}}}}\)
Ta có:
+ Điện dung của tụ điện: \(C = \frac{{\varepsilon S}}{{{{9.10}^9}.4\pi d}} = \frac{{{{5.100.10}^{ - 4}}}}{{{{9.10}^9}.4\pi {{.10}^{ - 3}}}} = 4,{421.10^{ - 10}}(F)\)
+ Điện tích mà tụ tích được là: \(Q = CU = 4,{421.10^{ - 10}}.100 = 4,{421.10^{ - 8}}(C)\)
Hai bản của một tụ điện phẳng là các hình tròn, tụ điện được tích điện sao cho điện trường trong tụ bằng \({3.10^5}V/m\). Khi đó, điện tích của tụ điện là \(Q = 100nC\), biết bên trong tụ điện là không khí. Bán kính của các bản là:
-
A.
\(R = 0,012m\)
-
B.
\(R = 0,11m\)
-
C.
\(R = 1,2cm\)
-
D.
\(R = 1,1cm\)
Đáp án : B
+ Vận dụng biểu thức tính điện dung của tụ: \(C = \frac{{\varepsilon S}}{{4\pi k{\rm{d}}}}\)
+ Vận dụng biểu thức tính điện dung của tụ: \(C = \frac{Q}{U}\)
Ta có:
+ \(C = \frac{{\varepsilon S}}{{4\pi k{\rm{d}}}} = \frac{{\varepsilon \pi {R^2}}}{{4\pi k{\rm{d}}}} = \frac{{\varepsilon {R^2}}}{{4k{\rm{d}}}}\) (1)
+ \(C = \frac{Q}{U} = \frac{Q}{{E{\rm{d}}}}\) (2)
Từ (1) và (2), ta suy ra:
\(\frac{{\varepsilon {R^2}}}{{4k{\rm{d}}}} = \frac{Q}{{E{\rm{d}}}} \to R = \sqrt {\frac{{Q.4k}}{{\varepsilon E}}} = \sqrt {\frac{{{{100.10}^{ - 9}}{{.4.9.10}^9}}}{{{{1.3.10}^5}}}} \approx 0,11m\)
Một tụ điện phẳng có 2 bản tụ cách nhau \(d = 2mm\). Tụ điện tích điện dưới hiệu điện thế \(U = 100V\). Gọi \(\sigma \) là mật độ điện tích trên bản tụ và được đo bằng thương số Q/S ( Q là điện tích, S là diện tích). Tính mật độ điện tích \(\sigma \) trên mỗi bản tụ khi đặt trong dầu hỏa có điện môi \(\varepsilon = 2\)?
-
A.
\(\sigma = {4.10^{ - 7}}(C/{m^2})\)
-
B.
\(\sigma = 3,{2.10^{ - 7}}(C/{m^2})\)
-
C.
\(\sigma = 9,{1.10^{ - 7}}(C/{m^2})\)
-
D.
\(\sigma = 8,{8.10^{ - 7}}(C/{m^2})\)
Đáp án : D
+ Vận dụng biểu thức mối liên hệ Q - C - U: Q = CU
+ Vận dụng biểu thức tính điện dung của tụ: \(C = \frac{{\varepsilon S}}{{4\pi k{\rm{d}}}}\)
Ta có:
+ Mật độ điện tích: \(\sigma = \frac{Q}{S}\) (1)
+ \(Q = CU\) (2)
+ Mặt khác: \(C = \frac{{\varepsilon S}}{{4\pi k{\rm{d}}}}\) (3)
Từ (1), (2) và (3) ta suy ra:
\(\sigma = \frac{Q}{S} = \frac{{CU}}{S} = \frac{{\frac{{\varepsilon S}}{{4\pi k{\rm{d}}}}U}}{S} = \frac{{\varepsilon U}}{{4\pi k{\rm{d}}}} = \frac{{2.100}}{{4\pi {{.9.10}^9}{\rm{.2}}{\rm{.1}}{{\rm{0}}^{ - 3}}}} = 8,{8.10^{ - 7}}(C/{m^2})\)
Một tụ điện phẳng được mắc vào hai cực của một nguồn điện có hiệu điện thế 50V. Ngắt tụ điện ra khỏi nguồn rồi kéo cho khoảng cách giữa hai bản tụ tăng lên gấp đôi so với lúc đầu. Hiệu điện thế của tụ điện khi đó là:
-
A.
100V
-
B.
50V
-
C.
25V
-
D.
200V
Đáp án : A
+ Vận dụng biểu thức tính điện dung của tụ: \(C = \frac{{\varepsilon S}}{{4\pi k{\rm{d}}}}\)
+ Vận dụng biểu thức mối liên hệ Q - C - U: \(Q = CU\)
+ Ta có:
\(\begin{array}{l}C = \frac{{\varepsilon S}}{{4\pi k{\rm{d}}}} \to \frac{{{C_2}}}{{{C_1}}} = \frac{{{d_1}}}{{{d_2}}} = \frac{1}{2}\\ \to {C_2} = \frac{{{C_1}}}{2}\end{array}\)
+ Khi ngắt ra khỏi nguồn thì điện tích Q không đổi nên:
\(\begin{array}{l}Q = {C_1}{U_1} = {C_2}{U_2}\\ \to {U_2} = \frac{{{C_1}}}{{{C_2}}}{U_1} = 2{U_1} = 100(V)\end{array}\)
Một tụ điện phẳng không khí, có hai bản hình tròn bán kính
\(R = 6cm\) đặt cách nhau một khoảng \(d = 0,5cm\). Đặt vào hai bản một hiệu điện thế U =10V. Năng lượng của tụ điện là:
-
A.
\({\rm{W}} = {6.10^{ - 10}}(J)\)
-
B.
\({\rm{W}} = {8.10^{ - 10}}(J)\)
-
C.
\({\rm{W}} = {48.10^{ - 10}}(J)\)
-
D.
\({\rm{W}} = {10^{ - 9}}(J)\)
Đáp án : D
+ Vận dụng biểu thức tính điện dung của tụ: \(C = \frac{{\varepsilon S}}{{4\pi k{\rm{d}}}}\)
Vận dụng biểu thức tính năng lượng của tụ điện: \({\rm{W}} = \frac{1}{2}C{U^2}\)
+ Ta có, điện dung của tụ điện phẳng không khí:
\(C = \frac{S}{{4\pi k{\rm{d}}}} = \frac{{\pi {R^2}}}{{4\pi k{\rm{d}}}} = \frac{{{{(0,06)}^2}}}{{{{4.9.10}^9}{\rm{.0,5}}{\rm{.1}}{{\rm{0}}^{ - 2}}}} = {2.10^{ - 11}}(F)\)
+ Năng lượng của tụ điện: \({\rm{W}} = \frac{{C{U^2}}}{2} = \frac{{({{2.10}^{ - 11}}){{.10}^2}}}{2} = {10^{ - 9}}(J)\)
Một tụ điện có điện dung \(C = 6\mu F\) được mắc vào nguồn điện hiệu điện thế U = 100V. Sau khi tụ được ngắt ra khỏi nguồn, điện tích của tụ điện phóng qua lớp điện môi trong tụ điện đến khi hết điện tích. Nhiệt lượng tỏa ra ở điện môi trong thời gian phóng điện đó là:
-
A.
0,015J
-
B.
0,025J
-
C.
0,03J
-
D.
0,05J
Đáp án : C
Vận dụng biểu thức tính năng lượng của tụ điện: \({\rm{W}} = \frac{1}{2}C{U^2}\)
Ta có:
+ Năng lượng của tụ điện: \(W = \frac{1}{2}C{U^2} = \frac{1}{2}({6.10^{ - 6}}){100^2} = 0,03J\)
+ Khi tụ phóng điện qua lớp điện môi thì lớp điện môi nóng lên. Khi hết hẳn điện tích thì toàn bộ năng lượng của tụ chuyển hết thành nhiệt, do đó nhiệt lượng tỏa ra ở điện môi chính bằng năng lượng của tụ điện:
\({Q_{toa}} = {\rm{W}} = 0,03J\)
Năm tụ giống nhau, mỗi tụ có \(C = 0,2\mu F\) mắc nối tiếp. Bộ tụ được tích điện thu năng lượng \(0,2mJ\). Hiệu điện thế trên mỗi tụ là:
-
A.
100V
-
B.
20V
-
C.
50V
-
D.
25V
Đáp án : B
+ Vận dụng biểu thức tính điện dung của bộ tụ khi mắc nối tiếp: \(\frac{1}{{{C_b}}} = \frac{1}{{{C_1}}} + \frac{1}{{{C_2}}} + ... + \frac{1}{{{C_n}}}\)
+ Vận dụng biểu thức tính năng lượng của tụ điện: \({\rm{W}} = \frac{1}{2}C{U^2}\)
+ Vận dụng biểu thức xác định hiệu điện thế khi mắc các tụ nối tiếp: \(U = {U_1} + {U_2} + \ldots + {U_n}\)
Ta có:
+ Điện dung của bộ 5 tụ nối tiếp:
\(\begin{array}{l}\frac{1}{{{C_b}}} = \frac{1}{{{C_1}}} + \frac{1}{{{C_2}}} + \frac{1}{{{C_3}}} + \frac{1}{{{C_4}}} + \frac{1}{{{C_5}}} = \frac{5}{C}\\ \to {C_b} = \frac{C}{5} = \frac{{0,2}}{5} = 0,04\mu F\end{array}\)
+ Năng lượng của bộ tụ: \({\rm{W}} = \frac{1}{2}{C_b}{U^2} \to U = \sqrt {\frac{{2{\rm{W}}}}{{{C_b}}}} = \sqrt {\frac{{2.0,{{2.10}^{ - 3}}}}{{0,{{04.10}^{ - 6}}}}} = 100V\)
Vì 5 tụ mắc nối tiếp, nên:
\(\begin{array}{l}U = {U_1} + {U_2} + {U_3} + {U_4} + {U_5} = 5{U_1}\\ \to {U_1} = \frac{U}{5} = \frac{{100}}{5} = 20V\end{array}\)
Việc hàn mối dây đồng được thực hiện bằng một xung phóng điện của tụ C=1mF được tích điện đến hiệu điện thế U = 1,5kV, thời gian phát xung \(t = 2\mu s\), hiệu suất của thiết bị H = 4%. Công suất trung bình hiệu dụng của mỗi xung là:
-
A.
22,5kW
-
B.
22,5MW
-
C.
5,24MW
-
D.
5,24kW
Đáp án : B
+ Vận dụng biểu thức tính năng lượng của tụ điện: \({\rm{W}} = \frac{1}{2}C{U^2}\)
+ Vận dụng biểu thức tính công suất: \(P = \frac{{{{\rm{W}}_{ich}}}}{t}\)
+ Năng lượng toàn phần : \({W_0} = \frac{1}{2}C{U^2}\)
=> Năng lượng có ích: \({W_{ich}} = H{{\rm{W}}_0}\)
+ Công suất trung bình mỗi xung: \(P = \frac{{{{\rm{W}}_{ich}}}}{t} = \frac{{H{{\rm{W}}_0}}}{t} = \frac{{HC{U^2}}}{{2t}} = \frac{{0,{{04.10}^{ - 3}}.{{(1,{{5.10}^3})}^2}}}{{{{2.2.10}^{ - 6}}}} = 22,5M{\rm{W}}\)
Cho mạch điện gồm 3 tụ điện \({C_1} = 1\mu F;{C_2} = 1,5\mu F;{C_3} = 3\mu F\) mắc nối tiếp nhau. Đặt vào hai đầu đoạn mạch một hiệu điện thế \({U_{AB}} = 120V\). Điện dung tương đương của bộ tụ là:
-
A.
\(0,5\mu F\)
-
B.
\(2\mu F\)
-
C.
\(5,5\mu F\)
-
D.
\(0,182\mu F\)
Đáp án : A
+ Vận dụng biểu thức tính điện dung của bộ tụ khi mắc nối tiếp: \(\frac{1}{{{C_b}}} = \frac{1}{{{C_1}}} + \frac{1}{{{C_2}}} + ... + \frac{1}{{{C_n}}}\)
Ta có các tụ mắc nối tiếp,
\(\begin{array}{l}\frac{1}{{{C_b}}} = \frac{1}{{{C_1}}} + \frac{1}{{{C_2}}} + ... + \frac{1}{{{C_n}}}\\ = \frac{1}{1} + \frac{1}{{1,5}} + \frac{1}{3} = 2\\ \to {C_b} = 0,5\mu F\end{array}\)
Cho mạch điện gồm 2 tụ điện \({C_1} = 3\mu F,{C_2} = 2\mu F\) mắc song song. Đặt vào hai đầu đoạn mạch một hiệu điện thế \({U_{AB}} = 25V\). Điện tích của tụ \({Q_1}\) có giá trị là:
-
A.
\(37,5\mu C\)
-
B.
\(125\mu C\)
-
C.
\(75\mu C\)
-
D.
\(50\mu C\)
Đáp án : C
+ Vận dụng biểu thức tính điện dung của bộ tụ khi mắc song song: \({C_b} = {C_1} + {C_2} + ... + {C_n}\)
+ Hiệu điện thế khi mắc tụ song song: \(U = {U_1} = {U_2} = ... = {U_n}\)
+ Áp dụng biểu thức tính điện tích: \(Q = CU\)
Ta có
+ Tụ mắc song song nên:
- Điện dung của bộ tụ: \({C_b} = {C_1} + {C_2} = 3 + 2 = 5\mu F\)
- Hiệu điện thế: \({U_1} = {U_2} = {U_{AB}} = 25V\)
+ Điện tích của tụ : \({Q_1} = {C_1}{U_1} = {3.10^{ - 6}}.25 = 75\mu C\)
Cho mạch điện như hình vẽ.
Biết các tụ \({C_1} = 0,25\mu F,{C_2} = 1\mu F,{C_3} = 3\mu F,U = 12V\). Hiệu điện thế trên C3 có giá trị là:
-
A.
3V
-
B.
6V
-
C.
12V
-
D.
8V
Đáp án : A
+ Vận dụng biểu thức tính điện dung của bộ tụ khi mắc nối tiếp: \(\frac{1}{{{C_b}}} = \frac{1}{{{C_1}}} + \frac{1}{{{C_2}}} + ... + \frac{1}{{{C_n}}}\)
+ Vận dụng biểu thức tính điện dung của bộ tụ khi mắc song song: \({C_b} = {C_1} + {C_2} + ... + {C_n}\)
+ Hiệu điện thế khi mắc tụ song song: \(U = {U_1} = {U_2} = ... = {U_n}\)
+ Áp dụng biểu thức: Q = CU
+ Vì tụ và mắc nối tiếp nên: \({\frac{1}{C}_{23}} = \frac{1}{{{C_2}}} + \frac{1}{{{C_3}}} \to {C_{23}} = \frac{{{C_2}{C_3}}}{{{C_2} + {C_3}}} = 0,75\mu F\)
+ Điện dung của bộ tụ: \({C_b} = {C_1} + {C_{23}} = 1\mu F\)
+ Ta có:
\(\begin{array}{l}{U_1} = {U_{23}} = {U_{AB}} = 12V\\ \to \left\{ \begin{array}{l}{Q_1} = {C_1}{U_1} = {3.10^{ - 6}}C\\{Q_{23}} = {C_{23}}{U_{23}} = {9.10^{ - 6}}C\end{array} \right.\end{array}\)
+ Lại có:
\({Q_2} = {Q_3} = {9.10^{ - 6}}C \to {U_3} = \frac{{{Q_3}}}{{{C_3}}} = 3V\)
Cho mạch điện như hình vẽ.
Biết \({C_1} = 6\mu F\), \({C_2} = 3\mu F\), \({C_3} = 6\mu F\), \({C_4} = 1\mu F\), \({U_{AB}} = 60V\).
Hiệu điện thế trên tụ ${C_4}$ có giá trị là:
-
A.
40V
-
B.
60V
-
C.
20V
-
D.
30V
Đáp án : A
Vận dụng các biểu thức tính toán các đại lượng khi ghép tụ:
Từ mạch điện suy ra: \(\left[ {\left( {{C_2}{\rm{ nt }}{C_3}} \right){\rm{//}}{C_4}} \right]{\rm{ nt }}{C_1}\)
Ta có: \({C_{23}} = \frac{{{C_2}{C_3}}}{{{C_2} + {C_3}}} = 2\mu F\)
\(\begin{array}{l} \to {C_{234}} = {C_{23}} + {C_4} = 3\mu F\\ \to {C_b} = \frac{{{C_1}{C_{234}}}}{{{C_1} + {C_{234}}}} = 2\mu F\end{array}\)
Ta có:
\(\begin{array}{l}Q = {Q_1} = {Q_{234}} = 1,{2.10^{ - 4}}C\\ \to \left\{ \begin{array}{l}{U_1} = \frac{{{Q_1}}}{{{C_1}}} = 20V\\{U_{234}} = U - {U_1} = 40V\end{array} \right.\end{array}\)
Mặt khác, ta có: \({U_4} = {U_{24}} = {U_{234}} = 40V\)
Hai tụ không khí phẳng \({C_1} = 0,2\mu F;{C_2} = 0,4\mu F\) mắc song song. Bộ tụ được tích điện đến hiệu điện thế U = 450V rồi ngắt ra khỏi nguồn. Sau đó lấp đầy khoảng giữa hai bản tụ C2 bằng chất điện môi có \(\varepsilon = 2\). Điện tích của tụ 1 có giá trị là:
-
A.
\({Q_1} = 2,{6.10^{ - 5}}C\)
-
B.
\({Q_1} = 4,{1.10^{ - 5}}C\)
-
C.
\({Q_1} = 5,{4.10^{ - 5}}C\)
-
D.
\({Q_1} = 3,{2.10^{ - 5}}C\)
Đáp án : C
Vận dụng các biểu thức xác định các đại lượng khi mắc tụ song song:
\(\left\{ \begin{array}{l}Q = {Q_1} + {Q_2} + \ldots . + {Q_n}\\U = {U_1} = {U_2} = \ldots = {U_n}\\{C_b} = {C_1} + {C_2} + \ldots + {C_n}\\({C_b} > {C_1},{C_2},...,{C_n})\end{array} \right.\)
+ Lúc đầu:
\(\begin{array}{l}{C_b} = {C_1} + {C_2} = 0,2 + 0,4 = 0,6\mu F\\ \to {Q_b} = {C_b}U = 0,{6.10^{ - 6}}.450 = 2,{7.10^{ - 4}}C\end{array}\)
+ Lúc sau:
\(\begin{array}{l}{C_2}' = \varepsilon {C_2} = 2.0,4 = 0,8\mu F\\ \to {C_b}' = {C_1} + {C_2}' = 0,2 + 0,8 = 1\mu F\end{array}\)
+ Vì ngắt tụ ra khỏi nguồn thì $Q$ không đổi nên ta có:
\(U' = \frac{Q}{{{C_b}'}} = \frac{{2,{{7.10}^{ - 4}}}}{{{{10}^{ - 6}}}} = 270V\)
+ Các tụ mắc song song nên: \({U_1}' = {U_2}' = U' = 270V\)
+ Điện tích mới trên tụ : \({Q_1} = {C_1}{U_1}' = 0,{2.10^{ - 6}}.270 = 5,{4.10^{ - 5}}C\)
Có ba tụ \({C_1} = 2\mu F;{C_2} = 4\mu F;{C_3} = 6\mu F\) mắc nối tiếp. Mỗi tụ có hiệu điện thế giới hạn \({U_{gh}} = 3000V\). Tính hiệu điện thế giới hạn của bộ tụ.
-
A.
\(U \le 16500V\)
-
B.
\(U \le 3000V\)
-
C.
\(U \le 11000V\)
-
D.
\(U \le 5500V\)
Đáp án : D
Vận dụng các biểu thức tính các đại lượng khi mắc tụ nối tiếp:
\(\left\{ \begin{array}{l}Q = {Q_1} = {Q_2} = ... = {Q_n}\\U = {U_1} + {U_2} + \ldots + {U_n}\\\frac{1}{{{C_b}}} = \frac{1}{{{C_1}}} + \frac{1}{{{C_2}}} + ... + \frac{1}{{{C_n}}}\\({C_b} < {C_1},{C_2},{\rm{ }}...,{C_n})\end{array} \right.\)
Vì các tụ mắc nối tiếp nên:
\(\frac{1}{{{C_b}}} = \frac{1}{{{C_1}}} + \frac{1}{{{C_2}}} + \frac{1}{{{C_3}}} \to {C_b} = \frac{{11}}{{12}}\mu F\)
\({Q_1} = {Q_2} = {Q_3} = {C_b}U = \frac{{12}}{{11}}U(\mu C)\)
Hiệu điện thế trên các tụ là: \(\left\{ \begin{array}{l}{U_1} = \frac{{{Q_1}}}{{{C_1}}} = \frac{{6U}}{{11}}\\{U_2} = \frac{{{Q_2}}}{{{C_2}}} = \frac{{3U}}{{11}}\\{U_3} = \frac{{{Q_3}}}{{{C_3}}} = \frac{{2U}}{{11}}\end{array} \right.\)
Lại có:
\(\begin{array}{l}\left\{ \begin{array}{l}{U_1} \le {U_{gh}}\\{U_2} \le {U_{gh}}\\{U_3} \le {U_{gh}}\end{array} \right. \to \left\{ \begin{array}{l}\frac{{6U}}{{11}} \le 3000\\\frac{{3U}}{{11}} \le 3000\\\frac{{2U}}{{11}} \le 3000\end{array} \right.\\ \to \left\{ \begin{array}{l}U \le 5500V\\U \le 11000V\\U \le 16500V\end{array} \right. \to U \le 5500V\end{array}\)
- Cách giải nhanh:
Vì \(U = \frac{Q}{C}\), mà \({C_1} < {C_2} < {C_3}\) nên \({U_1} > {U_2} > {U_3}\) nên điều kiện để cho bộ tụ tồn tại là hiệu điện thế thành phần lớn nhất cũng phải nhỏ hơn hiệu điện thế giới hạn.
Do đó,
\(\begin{array}{l}{U_1} \le {U_{gh}} \leftrightarrow \frac{{{Q_1}}}{{{C_1}}} \le 3000\\ \leftrightarrow \frac{1}{{{C_1}}}\frac{{12}}{{11}}U \le 3000\\ \to U \le 5500V\end{array}\)
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
Điện dung của tụ điện đặc trưng cho khả năng tích điện của tụ điện ở một hiệu điện thế nhất định :
\(C = \frac{Q}{U} \Rightarrow Q = C.U\)
Ta có :
\(Q = C.U \Rightarrow Q \sim C\)
Do đó :
\(U' = \frac{{Q'}}{Q}.U = \frac{2}{{10}}.2 = 0,4V = 400mV\)
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
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
Đặt vào 2 đầu của một tụ điện một hiệu điện thế U=120V thì điện tích của tụ 24.10-4C. Điện dung của tụ điện:
-
A.
\(0,02\mu F\)
-
B.
\(2\mu F\)
-
C.
\(0,2\mu F\)
-
D.
\(20\mu F\)
Đáp án : D
Ta có: \(C = \dfrac{Q}{U} = \dfrac{{{{24.10}^{ - 4}}}}{{120}} = {2.10^{ - 5}}F = 20\mu F\)
Một tụ điện phẳng có điện dung C = 200pF được tích điện đến hiệu điện thế U = 4 V. Khoảng cách giữa hai bản tụ điện là d = 0,2 mm. Điện tích của tụ điện là:
-
A.
\({5.10^{ - 10}}C\)
-
B.
\({8.10^{ - 10}}C\)
-
C.
\({8.10^{ 10}}C\)
-
D.
\({0,8.10^{ - 10}}C\)
Đáp án : B
Điện tích của tụ điện là:
\(Q = CU = {200.10^{ - 12}}.4 = {8.10^{ - 10}}C\)
Hạt bụi khối lượng m = 0,02g mang điện tích q = 5.10-5C đặt sát bản dương của một tụ phẳng không khí. Hai bản tụ có khoảng cách d = 5cm và hiệu điện thế U = 500V. Sau bao lâu hạt bụi chuyển động đến bản tụ âm và vận tốc của nó khi đó. Bỏ qua tác dụng của trọng lực.
-
A.
t = 2.10-3 s và v = 50 m/s.
-
B.
t = 2.10-2 s và v = 50 m/s.
-
C.
t = 2.10-3 s và v = 50 cm/s.
-
D.
t = 2.10-2 s và v = 25 m/s.
Đáp án : A
Chọn gốc tọa độ O tại vị trí hạt bụi bắt đầu chuyển động, gốc thời gian là lúc hạt bụi bắt đầu chuyển động. Chiều dương Ox như hình vẽ.
Lực điện trường tác dụng lên hạt bụi là:
\(\overrightarrow F = q\overrightarrow E = m\overrightarrow a \)
Chiếu lên chiều dương Ox ta được:
\(F = qE = ma \Rightarrow a = \dfrac{{qE}}{m} = \dfrac{{qU}}{{m{\rm{d}}}}\)
Phương trình chuyển động của hạt bụi có dạng:
\(x = {x_0} + {v_0}t + \frac{1}{2}a{t^2} \Rightarrow x = \frac{1}{2}a{t^2}\)
\( \Rightarrow x = \dfrac{1}{2}\left( {\dfrac{{qU}}{{m{\rm{d}}}}} \right){t^2} = \dfrac{1}{2}\left( {\dfrac{{{{5.10}^{ - 5}}.500}}{{0,{{02.10}^{ - 3}}.0,05}}} \right){t^2} = 1,{25.10^4}{t^2}\)
Khi hạt bụi đến bản âm, tức là:
\(\begin{array}{l}x = d = {5.10^{ - 2}} \Leftrightarrow 1,{25.10^4}{t^2} = {5.10^{ - 2}}\\ \Rightarrow t = {2.10^{ - 3}}s\end{array}\)
Vận tốc tại bản âm:
\({v^2} - v_0^2 = 2{\rm{a}}.d \Rightarrow v = \sqrt {2{\rm{ad}}} = 50m/s\)
Vậy t = 2.10-3 s và v = 50 m/s.
Tụ điện phẳng không khí có điện dung 5nF. Cường độ điện trường lớn nhất mà tụ có thể chịu được là 3.105 V/m, khoảng cách giữa 2 bản tụ là 2mm. Điện tích lớn nhất có thể tích cho tụ là
-
A.
\({2.10^{ - 6}}C\)
-
B.
\({3.10^{ - 6}}C\)
-
C.
\(2,{5.10^{ - 6}}C\)
-
D.
\({4.10^{ - 6}}C\)
Đáp án : B
Ta có:
\(C = \dfrac{{\varepsilon S}}{{4\pi k{\rm{d}}}} = {5.10^{ - 9}}F\)
\({U_{\max }} = {E_{\max }}.d = {3.10^5}{.2.10^{ - 3}} = 600V\)
Điện tích lớn nhất có thể tích cho tụ là:
\({Q_{\max }} = C.{U_{\max }} = {5.10^{ - 9}}.600 = {3.10^{ - 6}}C\)
Một tụ điện được tích điện bằng một hiệu điện thế 10V thì năng lượng của tụ là 10mJ. Nếu muốn năng lượng của tụ là 22,5mJ thì hai bản tụ phải có hiệu điện thế là:
-
A.
7,5V
-
B.
20V
-
C.
15V
-
D.
40V
Đáp án : C
Ta có:
\({\rm{W}} = \dfrac{{C{U^2}}}{2} \Leftrightarrow {10.10^{ - 3}} = \dfrac{{C{{.10}^2}}}{2} \Leftrightarrow C = {2.10^{ - 4}}F\)
\({\rm{W}} = 22,{5.10^{ - 3}} \Rightarrow U = \sqrt {\dfrac{{2W}}{C}} = \sqrt {\dfrac{{2.22,{{5.10}^{ - 3}}}}{{{{2.10}^{ - 4}}}}} = 15V\)
Một tụ điện có điện dung \(4\mu F\). Khi đặt một hiệu điện thế 4V vào 2 bản tụ điện thì tụ tích được một điện lượng là:
-
A.
\({2.10^{ - 6}}{\mkern 1mu} {\rm{C}}.\)
-
B.
\({16.10^{ - 6}}{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\rm{C}}.\)
-
C.
\({4.10^{ - 6}}{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\rm{C}}.\)
-
D.
\({8.10^{ - 6}}{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\rm{C}}.\)
Đáp án : B
Áp dụng công thức: Q = CU
Điện lượng mà tụ tích được là: \(Q = CU = {4.10^{ - 6}}.4 = {16.10^{ - 6}}{\mkern 1mu} \left( {\rm{C}} \right)\).
Một tụ có điện dung \(2\mu {\rm{F}}\). Khi đặt một hiệu điện thế 4V vào hai bản của tụ điện thì tụ tích được một điện lượng là
-
A.
\({2.10^{ - 6}}{\rm{C}}\).
-
B.
\({16.10^{ - 6}}{\rm{C}}\).
-
C.
\({4.10^{ - 6}}{\rm{C}}\).
-
D.
\({8.10^{ - 6}}{\rm{C}}\).
Đáp án : D
Áp dụng công thức: Q = CU
Điện lượng mà tụ tích được là: \(Q = CU = {2.10^{ - 6}}.4 = {8.10^{ - 6}}\left( C \right)\)
Luyện tập và củng cố kiến thức Tổng hợp bài tập chuyển động của điện tích trong điện trường Vật Lí 11 với đầy đủ các dạng bài tập trắc nghiệm có đáp án và lời giải chi tiết
Luyện tập và củng cố kiến thức Ôn tập chương 1 Vật Lí 11 với đầy đủ các dạng bài tập trắc nghiệm có đáp án và lời giải chi tiết
Luyện tập và củng cố kiến thức Bài 6. Tụ điện Vật Lí 11 với đầy đủ các dạng bài tập trắc nghiệm có đáp án và lời giải chi tiết
Luyện tập và củng cố kiến thức Tổng hợp bài tập công của lực điện - Hiệu điện thế Vật Lí 11 với đầy đủ các dạng bài tập trắc nghiệm có đáp án và lời giải chi tiết
Luyện tập và củng cố kiến thức Bài 4. Công của lực điện - Hiệu điện thế Vật Lí 11 với đầy đủ các dạng bài tập trắc nghiệm có đáp án và lời giải chi tiết
Luyện tập và củng cố kiến thức Bài 3. Bài tập điện trường Vật Lí 11 với đầy đủ các dạng bài tập trắc nghiệm có đáp án và lời giải chi tiết
Luyện tập và củng cố kiến thức Bài 3. Điện trường Vật Lí 11 với đầy đủ các dạng bài tập trắc nghiệm có đáp án và lời giải chi tiết
Luyện tập và củng cố kiến thức Tổng hợp bài tập định luật Culông (phần 2) Vật Lí 11 với đầy đủ các dạng bài tập trắc nghiệm có đáp án và lời giải chi tiết
Luyện tập và củng cố kiến thức Tổng hợp bài tập định luật Culông (phần 1) Vật Lí 11 với đầy đủ các dạng bài tập trắc nghiệm có đáp án và lời giải chi tiết
Luyện tập và củng cố kiến thức Bài 2. Thuyết electron và định luật bảo toàn điện tích Vật Lí 11 với đầy đủ các dạng bài tập trắc nghiệm có đáp án và lời giải chi tiết
Luyện tập và củng cố kiến thức Bài 1. Điện tích - Định luật Culông Vật Lí 11 với đầy đủ các dạng bài tập trắc nghiệm có đáp án và lời giải chi tiết
