Bài tập tụ điện, năng lượng điện trường và cách giải



Với Bài tập tụ điện, năng lượng điện trường và cách giải sẽ giúp học sinh nắm vững lý thuyết, biết cách làm bài tập từ đó có kế hoạch ôn tập hiệu quả để đạt kết quả cao trong các bài thi môn Vật lí 11.

Bài tập tụ điện, năng lượng điện trường và cách giải

I. Lý thuyết

1. Tụ điện

- Tụ điện là một hệ hai vật dẫn đặt gần nhau và ngăn cách nhau bằng một lớp cách điện. Tụ điện dùng để chứa điện tích.

 Bài tập tụ điện, năng lượng điện trường và cách giải hay, chi tiết

- Điện dung của tụ điện (C) là đại lượng đặc trưng cho khả năng tích điện của tụ điện ở một hiệu điện thế nhất định. Nó được xác định bằng thương số của điện tích của tụ điện và hiệu điện thế giữa hai bản của nó.

Q = C.U hay Bài tập tụ điện, năng lượng điện trường và cách giải hay, chi tiết 

- Trong đó:

C: Điện dung của tụ đo bằng đơn vị fara (F).

U: Hiệu điện thế (V) 

Q: Điện tích (C)

- Đổi đơn vị: 1 micrôfara (kí hiệu là μF) = 1.10-6 F.

                       1 nanôfara (kí hiệu là nF) = 1.10-9 F.

                       1 picôfara (kí hiệu là pF) = 1.10-12 F.

- Công thức tính điện dung của tụ điện phẳng:

Bài tập tụ điện, năng lượng điện trường và cách giải hay, chi tiết 

Trong đó:

+ S: Diện tích đối diện giữa 2 bản (m2)

+ d: Khoảng cách hai bản tụ (m)

ε: Hằng số điện môi của môi trường giữa hai bản tụ

- Ghép tụ điện song song, nối tiếp


GHÉP NỐI TIẾP

GHÉP SONG SONG

Cách mắc

Bài tập tụ điện, năng lượng điện trường và cách giải hay, chi tiết

Bản thứ hai của tụ 1 nối với bản thứ nhất của tụ 2, cứ thế tiếp tục

Bài tập tụ điện, năng lượng điện trường và cách giải hay, chi tiết

Bản thứ nhất của tụ 1 nối với bản thứ nhất của tụ 2, 3, 4…

Điện tích

 QB = Q1 = Q2 =...= Qn

 QB = Q1 + Q2 +...+ Qn

Hiệu điện thế

 UB = U1 + U2 +...+ Un

 UB = U1 = U2 =...= Un

Điện dung 

 Bài tập tụ điện, năng lượng điện trường và cách giải hay, chi tiết 

 CB = C1 + C2 +...+ Cn

Ghi chú

 CB < C1, C2,..., Cn

 CB > C1, C2,..., Cn

Chú ý: 

  • Trên vỏ tụ điện thường ghi (10 mF – 250 V), số liệu thứ nhất có nghĩa là điện dung của tụ, số liệu thứ 2 cho biết hiệu điện thế tối đa mà tụ có thể đạt được.
  • Với mỗi tụ điện có 1 hiệu điện thế giới hạn nhất định, khi sử dụng mà đặt vào 2 bản tụ hiệu điện thế lớn hơn hiệu điện thế giới hạn thì điện môi giữa 2 bản bị đánh thủng.

Ta có: Ugh = Eghd ⇒ Qgh = CUgh

  • Điện tích của tụ không đổi khi bị ngắt ra khỏi nguồn. Hiệu điện thế không đổi khi mắc tụ vào nguồn.

2. Năng lượng điện trường

- Khi tụ điện tích điện thì điện trường trong tụ điện sẽ dự trữ một năng lượng. Đó là năng lượng điện trường.

- Công thức tính năng lượng của điện trường trong tụ điện:

Bài tập tụ điện, năng lượng điện trường và cách giải hay, chi tiết 

 Với W: Năng lượng điện trường (J)

        Q: Điện tích của tụ điện  

        C. Điện dung của tụ điện (F)

        U. Hiệu điện thế giữa hai bản tụ (V) 

II. Các dạng bài tập

Dạng 1: Tính hiệu điện thế, điện tích và điện dung của tụ điện

1. Phương pháp giải

- Áp dụng công thức tụ điện Bài tập tụ điện, năng lượng điện trường và cách giải hay, chi tiết 

- công thức tính điện dung của tụ điện phẳng Bài tập tụ điện, năng lượng điện trường và cách giải hay, chi tiết  để giải bài toán

Chú ý: 

+ Tụ điện được nối vào nguồn có hiệu điện thế U thì hiệu điện thế của tụ điện là U không đổi.

+ Tụ điện được tích điện Q, nếu tách tụ ra khỏi nguồn thì điện tích của tụ là Q không đổi.

2. Ví dụ minh họa

Ví dụ 1: Một tụ điện có ghi 1000 μF – 12V.

1. Cho biết ý nghĩa của con số trên. Tính điện tích cực đại của tụ.

2. Mắc tụ trên vào hai điểm có hiệu điện thế U = 10V. Tính điện tích của tụ khi đó.

3. Muốn tích cho tụ điện một điện tích là 5 mC thì cần phải đặt giữa hai bản tụ một hiệu điện thế là bao nhiêu?

Hướng dẫn giải

a) Con số 1000 μF cho biết điện dung của tụ điện là 1000 μF. Con số 12 V cho biết hiệu điện thế cực đại có thể đặt vào hai bản tụ là 12 V.Điện tích cực đại tụ có thể tích được: 

 Qmax = CUmax = 1000.10−6.12 = 12.10−3 (C) = 12 (mC)

+ Điện tích tụ tích được khi mắc tụ vào hiệu điện thế U = 10 V là:

Q = CU = 1000.10−6.10 = 10.10−3 (C) = 10 (mC)

b) Hiệu điện thế cần phải đặt vào giữa hai bản tụ là: Bài tập tụ điện, năng lượng điện trường và cách giải hay, chi tiết 

Ví dụ 2:Một tụ điện phẳng không khí có điện dung C = 500pF được tích điện đến hiệu điện thế U = 300 V. Ngăt tụ khỏi nguồn, nhúng vào chất điện môi lỏng ε = 2. Hiệu điện thế của tụ lúc đó là bao nhiêu ?

Hướng dẫn giải

- Khi đặt trong không khí điện tích 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

 Bài tập tụ điện, năng lượng điện trường và cách giải hay, chi tiết 

 Hiệu điện thế lúc này là

 Bài tập tụ điện, năng lượng điện trường và cách giải hay, chi tiết 

Dạng 2: Ghép các tụ điện

1. Lý thuyết 

- Tụ điện ghép nối tiếp

Bài tập tụ điện, năng lượng điện trường và cách giải hay, chi tiết

 + Công thức tìm điện dung Q của tụ điện: Q = Q1 = Q2 =...= Qn 

 + Công thức tìm hiệu điện thế U của tụ điện: UAB = U1 + U2 +...+ Un

 + Công thức tìm điện dung C của tụ điện: Bài tập tụ điện, năng lượng điện trường và cách giải hay, chi tiết  

- Công thức tìm điện dung cho 2 tụ nối tiếp: Bài tập tụ điện, năng lượng điện trường và cách giải hay, chi tiết  

- Khi có n tụ giống nhau mắc nối tiếp: Bài tập tụ điện, năng lượng điện trường và cách giải hay, chi tiết   

- Tụ điện ghép song song

Bài tập tụ điện, năng lượng điện trường và cách giải hay, chi tiết

+ Công thức tính điện dung C của tụ điện khi mắc song song: Cb = C1 + C2 +...+ Cn 

+ Công thức tính điện tích Q của tụ điện khi mắc song song: Q = Q1 + Q2 +...+ Qn 

+ Công thức tính hiệu điện thế U của tụ điện khi mắc song song: UAB = U1 = U2 =...= Un 

- Công thức tính điện dung C của tụ điện khi mắc 2 tụ C1 và C2 song song: Cb = C1 + C2 

- Công thức tính điện dung C của tụ điện khi n tụ giống nhau ghép song song: Cb = nC

2. Phương pháp

- Bước 1: Xác định cách mắc của các điện tích

- Bước 2: Áp dụng công thức mạch điện nối tiếp và song song để giải bài toán

Chú ý:

 + Nếu ban đầu các tụ chưa tích điện, khi ghép nối tiếp thì các tụ điện có cùng điện tích, khi ghép song song các tụ điện có cùng một hiệu điện thế.

 + Nếu ban đầu tụ điện (một hoặc một số tụ điện trong bộ) đã được tích điện cần áp dụng định luật bảo toàn điện tích (tổng đại số các điện tích của hai bản nối với nhau bằng dây dẫn được bảo toàn, nghĩa là tổng điện tích của hai bản đó trước khi nối với nhau bằng tổng điện tích của chúng sau khi nối).

3. Ví dụ minh họa

Ví dụ 1: Cho mạch điện gồm 3 tụ điện C1 = 1μF; C2 = 2μF; C3 = 2μF mắc nối tiếp nhau. Đặt vào hai đầu đoạn mạch một hiệu điện thế U = 100V  

a/ Vẽ hình

b/ Tính điện dung tương đương của bộ tụ

c/ Tính điện tích và hiệu điện thế mỗi tụ.

Hướng dẫn giải

a) Vẽ hình

Bài tập tụ điện, năng lượng điện trường và cách giải hay, chi tiết

b) Do 3 tụ điện mắc nối tiếp, ta có

 Bài tập tụ điện, năng lượng điện trường và cách giải hay, chi tiết 

 ⇒ Cb = 0,5μF

c) Điện tích của bộ tụ Q = Cb.U = 0,5.100 = 500μC 

Vì các tụ nối tiếp, ta có Qb = Q1 = Q2 =...= Qn = 50μC 

Hiệu điện thế mỗi tụ Bài tập tụ điện, năng lượng điện trường và cách giải hay, chi tiết 

Ví dụ 2: Hai tụ không khí phẳng C1 = 0,1 μC, C2 = 0,2 μC mắc song song. Bộ tụ được tích điện đến hiệu điện thế U = 300 V rồi ngắt khỏi nguồn. Sau đó lấp đầy khoảng giữa 2 bản C2 bằng điện môi ε = 2. Tính hiệu điện thế bộ tụ và điện tích mỗi tụ.

Hướng dẫn giải

Điện dung của bộ tụ trước khi ngắt khỏi nguồn: C = C1 + C2 = 0,1 + 0,2 = 0,3 μF

Điện tích của bộ tụ: Q = CU = 0,3.10-6.300 = 9.10-5 C.

Điện dung của tụ C2 sau khi lấp đầy điện môi:

Bài tập tụ điện, năng lượng điện trường và cách giải hay, chi tiết

Điện dung của bộ tụ sau khi lấp đầy C2 bằng điện môi: 

C’ = C1 + C2’ = 0,1 + 0,4 = 0,5 μF

Ngắt tụ ra khỏi nguồn thì điện tích không đổi: Q’ = Q = 9.10-5 C.

Hiệu điện thế của bộ tụ sau khi ngắt khỏi nguồn: Bài tập tụ điện, năng lượng điện trường và cách giải hay, chi tiết 

2 tụ mắc // nên U1’ = U2’ = 180 V

Điện tích của tụ C1: Q1’ = C1U1’ = 0,1.10-6.180 = 1,8.10-5 C

Điện tích của tụ C2: Q2’ = C2’U2’ = 0,4.10-6.180 = 7,2.10-5 C.

Ví dụ 3: Có hai tụ điện, tụ thứ nhất có điện dung C1 = 3 μF, tích đến hiệu điện thế U1 = 300 V và tụ thứ hai điện dung có C= 2 μF, tích đến hiệu điện thế U2 = 200 V. Xác định điện tích và hiệu điện thế của các tụ sau khi nối hai bản mang điện tích cùng dấu của hai bản tụ đó với nhau.

Hướng dẫn giải

+ Điện tích của tụ C1 và tụ C trước khi nối: Bài tập tụ điện, năng lượng điện trường và cách giải hay, chi tiết 

+ Khi nối các bản cùng dấu, nghĩa là nối A–M và B–N, thì sẽ có sự phân bố lại điện tích trên các bản. Giả sử điện tích trên các tụ lúc này là Q'1 và Q'2 và dấu của chúng được biểu thị như hình. 

Bài tập tụ điện, năng lượng điện trường và cách giải hay, chi tiết

+ Áp dụng định luật bảo toàn điện tích cho nối A–M:

 Q1 + Q2 = Q'1 + Q'2 ⇔ Q'1 + Q'2 = 1300 (μC) (1)

+ Sau khi ghép ta có: UAB = UMN ⇔ U'1 = U'2

 Bài tập tụ điện, năng lượng điện trường và cách giải hay, chi tiết  (2)

+ Giải (1) và (2) ta có: Bài tập tụ điện, năng lượng điện trường và cách giải hay, chi tiết   

Lưu ý: Trong biểu thức (1) ta lấy dấu (+) trước Q vì các bản ta đang xét mang điện tích dương.

Dạng 3: Năng lượng điện trường

1. Phương pháp

Áp dụng công thức năng lượng điện trường tính các đại lượng liên quan tới yêu cầu bài toán

 Bài tập tụ điện, năng lượng điện trường và cách giải hay, chi tiết 

Với W: Năng lượng điện trường (J)

        Q: Điện tích của tụ điện  

        C. Điện dung của tụ điện (F)

        U. Hiệu điện thế giữa hai bản tụ (V) 

Chú ý: năng lượng của bộ tụ điện: Wbộ = W1 + W2 + … + Wn (J)

2. Ví dụ minh họa

Ví dụ 1: Một tụ điện có điện dung C = 6µF 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. Tính nhiệt lượng tỏa ra ở điện môi trong thời gian phóng điện đó.

Hướng dẫn giải

+ Năng lượng của tụ điện Bài tập tụ điện, năng lượng điện trường và cách giải hay, chi tiết   

+ Khi tụ phóng điện qua lớp điện môi thì làm 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 của điện môi là Q = W = 0,03J

Ví dụ 2: Một tụ điện phẳng có hai bản hình tròn bán kính 30 cm, khoảng cách giữa hai bản là 1 cm, ở giữa là không khí. Tụ điện được tích điện bởi hiệu điện thế 200V.

a. Tính điện tích của tụ điện

b. Tụ điện được ngắt ra khỏi nguồn điện và các bản được đưa lại gần nhau để khoảng cách giữa chúng tăng gấp đôi. Tính hiệu điện thế giữa hai bản của tụ điện. Năng lượng của tụ điện đã thay đổi bao nhiêu lần?

Hướng dẫn giải

a) Áp dụng công thức Bài tập tụ điện, năng lượng điện trường và cách giải hay, chi tiết   

b) Ngắt tụ khỏi nguồn thì điện tích của tụ không đổi.

các bản được đưa lại gần nhau để khoảng cách giữa chúng tăng gấp đôi

⇒ d’ = 2.10-2m

Bài tập tụ điện, năng lượng điện trường và cách giải hay, chi tiết 

Ta được U' = 2U 

Lại có Bài tập tụ điện, năng lượng điện trường và cách giải hay, chi tiết 
 ⇒ 
Năng lượng của tụ điện tăng 4 lần

III. Bài tập tự luyện

Bài 1: Một tụ điện có điện dung C, điện tích q, hiệu điện thế U. Ngắt tụ khỏi nguồn, giảm điện dung xuống còn một nửa thì điện tích của tụ

A. không đổi.                                                         

B. tăng gấp đôi.              

C. Giảm còn một nửa.                                          

D. giảm còn một phần

Đáp án: A

Bài 2: Một tụ điện có điện dung C, điện tích q, hiệu điện thế U. Tăng hiệu điện thế hai bản tụ lên gấp đôi thì điện tích của tụ
A. không đổi.                                                         

B. tăng gấp đôi.              

C. tăng gấp bốn.                                                   

D. giảm một nửa.

Đáp án: B

Bài 3: Một tụ có điện dung 2 μF. Khi đặt một hiệu điện thế 4V vào 2 bản của tụ 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.

Đáp án: D

Bài 4: Một tụ điện có điện dung 20 μF, được tích điện dưới hiệu điện thế 40 V. Điện tích của tụ sẽ là bao nhiêu?

A. 8.102 C.                                                           

B. 8C.                            

C. 8.10-2 C.                                                          

D. 8.10-4 C.

Đáp án: D

Bài 5: 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 2,5 nC thì phải đặt vào hai đầu tụ một hiệu điện thế

A. 500 mV.                    

B. 0,05 V.                      

C. 5V.                            

D. 20 V.

Đáp án: A

Bài 6: Giữa hai bản tụ phẳng cách nhau 1 cm có một hiệu điện thế 10 V. Cường độ điện trường đều trong lòng tụ là

A. 100 V/m.                   

B. 1 kV/m.                     

C. 10 V/m.               

D. 0,01 V/m.

Đáp án: B

Bài 7: Một tụ điện có điện dung 5.10-6 F. Điện tích của tụ điện bằng 86 μC. Hiệu điện thế trên hai bản tụ điện bằng bao nhiêu?

A. 17,2V                       

B. 172V                         

C. 17V                           

D. 170V

Đáp án: A

Bài 8: Một tụ điện có điện dung 48nF được tích điện đến hiệu điện thế 450V thì có bao nhiêu electrôn đã di chuyển đến bản tích điện âm của tụ?

A. 6,75.1013 electrôn.                                            

B. 3,375.1013 electrôn.    

C. 1,35.1014 electrôn.                                            

D. 2,7.1014 electrôn. 

Đáp án: C

Bài 9: Tích điện cho một tụ điện có điện dung 20 μF dưới hiệu điện thế 60V. Sau đó cắt tụ điện ra khỏi nguồn. Tính điện tích Q của tụ.

A. 1200 C                      

B. 12.10-4 C                

C. 1200 nC                

D. 1200pC

Đáp án: B

Bài 10: Một tụ điện không khí có điện dung 40 pF và khoảng cách giữa hai bản tụ bằng 1 cm. Tính điện tích tối đa có thể tích cho tụ, biết rằng khi cường độ điện trường trong không khí lên đến 3.106 V/m thì không khí sẽ trở thành dẫn điện.

A. 1,2.10-4 C                  

B. 1,2.10C                  

C. 12.10-7 C           

D. 72.10-7 pC

Đáp án: C

Bài 11: Có ba tụ điện C1 = C2 = C; C3 = 2C. Để có điện dung Cb = C thì các tụ được ghép theo cách

A. C1 nt C2 nt C3.                                                  

B. C1 // C2 // C3.      

C. (C1 nt C2) // C3.                                                

D. (C1 // C2) nt C3.

Đáp án: D

Bài 12: Hai tụ điện C1 = 1μF và C2 = 3μF mắc nối tiếp. Mắc bộ tụ đó vào hai cực của nguồn điện có hiệu điện thế U = 4 V. Tính điện tích của bộ tụ điện.

A. 3,0.10-7 C.               

B. 3,0.10-6 C.                 

C. 3,6.10-7 C.                

D. 1,6.10-6 C

Đáp án: A

Bài 13: Hai tụ điện C1 = 1μF và C2 = 3μF mắc song song. Mắc bộ tụ đó vào hai cực của nguồn điện có hiệu điện thế U = 4 V. Tính điện tích của bộ tụ điện.

A. 3,0.10-7 C.              

B. 3,0.10-6 C.                

C. 3,6.10-7 C.                  

D. 1,6.10-5 C

Đáp án: D

Bài 14: Hai tụ không khí phẳng có C1 = 2C2, mắc nối tiếp vào nguồn U không đổi. Cường độ điện trường trong C1 thay đổi bao nhiêu lần nếu nhúng C2 vào chất điện môi ε = 2?

A. C1 giảm 1,5 lần                                            

B. C1 tăng 2,5 lần       

C. C1 tăng 1,5 lần                                             

D. C1 giảm 2,5 lần

Đáp án: C

Bài 15: Ba tụ điện giống nhau, mỗi tụ điện có điện dung C0, được mắc như hình vẽ. Điện dung của bộ tụ bằng:

 Bài tập tụ điện, năng lượng điện trường và cách giải hay, chi tiết

A. C0/3.                            

B. 3C0.                      

C. 2C0/3.            

D. 3C0/2.

Đáp án: D

Bài 16: Hai tụ điện C1 = 3μF; C2 = 6μF ghép nối tiếp vào một đoạn mạch AB với UAB = 10 V. Hiệu điện thế của tụ C1

A. 20 V.                        

B. 6,67 V.                      

C. 3,33 V.                  

D. 10 V.

Đáp án: B

Bài 17: Ba tụ điện được mắc thành bộ theo sơ đồ như trên. Cho C1 = 3μF, C2 = C3 = 4μF. Nối hai điểm M, N với một nguồn điện có hiệu điện thế U = 10 V. Tính điện tích của bộ tụ điện đó.

Bài tập tụ điện, năng lượng điện trường và cách giải hay, chi tiết

A. Q = 5.10-5 C.                        

B. Q = 5,5.10-5 C.

C. Q = 5.10-6 C.                        

D. Q = 5,5.10-6 C.

Đáp án: A

Bài 18:  Ba tụ C1 = 1μF, C2 = 3 μF, C3 = 6 μF cả ba tụ đều được tích đến hiệu điện thế U = 90 V. Nối các cực trái dấu với nhau để tạo thành mạch kín. Điện tích của tụ   sau khi nối với nhau.

A. 300 μF                      

B. 270 μF                   

C. 360 μF                  

D. 540 μF

Đáp án: C

Bài 19: Có hai tụ điện, tụ thứ nhất có điện dung C1 = 1μF và tụ thứ hai điện dung có C2 = 3 μF cả hai tụ đều được tích đến hiệu điện thế U = 90 V. Hiệu điện thế của các tụ C1 và C2 sau khi nối hai bản mang điện tích cùng dấu của hai bản tụ đó với nhau có giá trị lần lượt là

A. 90 V; 270 V                                                 

B. 45 V; 45 V             

C. 180 V; 180 V                                               

D. 90 V; 90V

Đáp án: D

Bài 20: Có hai tụ điện, tụ thứ nhất có điện dung C1 = 1μF và tụ thứ hai điện dung có C2 = 3 μF cả hai tụ đều được tích đến hiệu điện thế U = 90 V. Hiệu điện thế của các tụ C1 và C2 sau khi nối hai bản mang điện tích trái dấu của hai bản tụ đó với nhau.

A. 90 V; 270 V                                                 

B. 45 V; 45 V             

C. 180 V; 180 V                                               

D. 90 V; 90V

Đáp án: B

Bài 21: Hai đầu tụ có điện dung là 20μF thì hiệu điện thế là 5V thì năng lượng tích được là:

A. 0,25mJ.                        

B. 500J.               

C. 50mJ.                       

D. 50μJ.

Đáp án: A

Bài 22: Một tụ điện được tích điện bằng một hiệu điện thế là 10V thì năng lượng của tụ là 10mJ. Nếu muốn năng lượng của tụ là 100mJ thì phải đặt vào hai đầu tụ một hiệu điện thế

A. 15V.                          

B. 31,6V.              

C. 20,2V.                 

D. 40V.

Đáp án: B

Bài 23:  Một tụ điện có điện dung C được nạp điện đến hiệu điện thế U = 100 V với năng lượng của tụ điện là 2.10-3 J. Tính C

A. C = 3.10-5 C                                                 

B. C = 2.10-5 C            

C. C = 4.10-3 C                                                 

D. 10-4 C

Đáp án: B

Bài 24: Nếu đặt vào hai đầu tụ một hiệu điện thế 4V thì tụ tích được điện lượng là 8μC. Nếu đặt vào hai đầu tụ một hiệu điện thế 20V thì tụ tích được điện lượng bằng bao nhiêu?

A. 10-5 J                                                            

B. 2.10-5 J                   

C. 4.10-5 J                                                         

D. 10-4 J  

Đáp án: C

Bài 25: Năm tụ giống nhau, mỗi tụ có C = 0,2µF mắc nối tiếp. Bộ tụ được tích điện thu năng lượng 0,2mJ. Tính hiệu điện thế mỗi tụ.
 
A. 90 V                                                            

B. 45 V                      

C. 150 V                                                           

D. 20 V

Đáp án: D

Bài 26: Một tụ điện có điện dung 5.10-6 F. Điện tích của tụ điện bằng 86 μC. Hiệu điện thế trên hai bản tụ điện bằng bao nhiêu?

A. 80 V                                                            

B. 17,2 V                   

C. 15 V                                                            

D. 22,1 V

Đáp án: B

Bài 27. Một tụ điện phẳng có khoảng cách giữa hai bản là d = 1mm được nhúng chìm hẳn vào trong chất lỏng có hằng số điện môi ε = 2. Diện tích mỗi bản tụ là S = 200cm2. Tụ được mắc vào nguồn có hiệu điện thế U = 200V. Tính độ biến thiên năng lượng của tụ khi đưa tụ ra khỏi chất lỏng. Biết tụ vẫn luôn được mắc vào nguồn

A. Giảm 3,56.10-6J                                           

B. Giảm 2,16.10-6J              

C. tăng 3,56.10-6J                                             

D. tăng 2,5.10-6J         

Đáp án: A

Bài 28: Tụ phẳng không khí được tích điện bằng nguồn điện có hiệu điện thế không đổi U. Hỏi năng lượng của bộ tụ thay đổi thế nào nếu tăng khoảng cách d giữa hai bản tụ lên gấp đôi. Biết vẫn nối tụ với nguồn.

A. Giảm 1,5 lần                                                

B. Tăng 2 lần             

C. Giảm 2 lần                                                  

D. Tăng 1,5 lần

Đáp án: D

Bài tập bổ sung

Bài 1: Một tụ điện điện dung 5μF được tích điện đến điện tích bằng 86μC. Tính hiệu điện thế trên hai bản tụ:       

A. 17,2V             

B. 27,2V              

C.37,2V               

D. 47,2V

Bài 2: Bộ tụ điện trong chiếc đèn chụp ảnh có điện dung 750 μF được tích điện đến hiệu điện thế 330V. Xác định năng lượng mà đèn tiêu thụ trong mỗi lần đèn lóe sáng:

A. 20,8J               

B. 30,8J                

C. 40,8J                 

D. 50,8J

Bài 3: Một tụ điện có điện dung 500pF mắc vào hai cực của một máy phát điện có hiệu điện thế 220V. Tính điện tích của tụ điện:

A. 0,31μC            

B. 0,21μC            

C.0,11μC              

D.0,01μC 

Bài 4: Một tụ điện có thể chịu được điện trường giới hạn là 3.106V/m, khoảng cách giữa hai bản tụ là 1mm, điện dung là 8,85.10-11F. Hỏi hiệu điện thế tối đa có thể đặt vào hai bản tụ là bao nhiêu:

A. 3000V            

B. 300V               

C. 30 000V                    

D.1500V

Bài 5: Tụ điện có điện dung 2μF có khoảng cách giữa hai bản tụ là 1cm được tích điện với nguồn điện có hiệu điện thế 24V. Ngắt tụ khỏi nguồn và nối hai bản tụ bằng dây dẫn thì năng lượng tụ giải phóng ra là:

A. 5,76.10-4J         

B. 1,152.10-3J       

C. 2,304.10-3J                    

D. 4,217.10-3J

Bài 6: Bộ ba tụ điện C1 = C2 = C3/2 ghép song song rồi nối vào nguồn có hiệu điện thế 45V thì điện tích của bộ tụ là 18.10-4C. Tính điện dung của các tụ điện:

A. C1 = C2 = 5μF; C3 = 10 μF                         

B. C1 = C2 = 8μF; C3 = 16 μF 

C. C1 = C2 = 10μF; C3 = 20 μF                       

D. C1 = C2 = 15μF; C3 = 30 μF 

Bài 7: Ba tụ C1 = 3nF, C2 = 2nF, C3 = 20nF mắc như hình vẽ trên. Nối bộ tụ với hiệu điện thế 30V. Tụ C1 bị đánh thủng. Tìm điện tích và hiệu điện thế trên tụ C3:

A. U3 = 15V; q3 = 300nC                                      

B. U3 = 30V; q3 = 600nC  

C. U3 = 0V; q3 = 600nC                                        

D. U3 = 25V; q3 = 500nC 

Bài 8: Hai tụ điện điện dung C1 = 0,3nF, C2 = 0,6nF ghép nối tiếp, khoảng cách giữa hai bản tụ của hai tụ như nhau bằng 2mm. Điện môi của mỗi tụ chỉ chịu được điện trường có cường độ lớn nhất là 104V/m. Hiệu điện thế giới hạn được phép đặt vào bộ tụ đó bằng:

A. 20V                 

B. 30V                   

C. 40V                 

D. 50V

Bài 9: Ba tụ điện có điện dung bằng nhau và bằng C. Để được bộ tụ có điện dung là C/3 ta phải ghép các tụ đó thành bộ:

A. 3 tụ nối tiếp nhau                

B. 3 tụ song song nhau   

C. (C1 nt C2) // C3           

D. (C1//C2) nt C3

Bài 10: Bốn tụ điện mắc thành bộ theo sơ đồ như hình vẽ, C1 = 1μF; C2 = C3 = 3 μF. Khi nối hai điểm M, N với nguồn điện thì C1 có điện tích q1 = 6μC và cả bộ tụ có điện tích q = 15,6 μC. Hiệu điện thế đặt vào bộ tụ đó là:

Bài tập tụ điện, năng lượng điện trường và cách giải

A. 4V                

B. 6V               

C. 8V               

D. 10V

Xem thêm phương pháp giải các dạng bài tập Vật Lí lớp 11 hay, chi tiết khác:

Tủ sách VIETJACK shopee lớp 10-11 cho học sinh và giáo viên (cả 3 bộ sách):

Săn shopee siêu SALE :

ĐỀ THI, GIÁO ÁN, GÓI THI ONLINE DÀNH CHO GIÁO VIÊN VÀ PHỤ HUYNH LỚP 11

Bộ giáo án, bài giảng powerpoint, đề thi dành cho giáo viên và gia sư dành cho phụ huynh tại https://tailieugiaovien.com.vn/ . Hỗ trợ zalo VietJack Official

Tổng đài hỗ trợ đăng ký : 084 283 45 85

Đã có app VietJack trên điện thoại, giải bài tập SGK, SBT Soạn văn, Văn mẫu, Thi online, Bài giảng....miễn phí. Tải ngay ứng dụng trên Android và iOS.

Theo dõi chúng tôi miễn phí trên mạng xã hội facebook và youtube:

Nếu thấy hay, hãy động viên và chia sẻ nhé! Các bình luận không phù hợp với nội quy bình luận trang web sẽ bị cấm bình luận vĩnh viễn.




Giải bài tập lớp 11 sách mới các môn học
Tài liệu giáo viên