Vật lí 11
10 bài toán về tụ điện có lời giải chi tiết
Bài viết sau đây, HocThatGioi xin được trình bày đến các bạn 10 bài toán về tụ điện cùng với lời giải chi tiết để các bạn tham khảo. Hãy cùng HocThatGioi tham khảo hết bài viết bên dưới để học tập hiệu quả nhé. Các có thể xem lại bài viết lý thuyết tại bài Lý thuyết tụ điện nhé!
Câu 1: Một tụ điện không khí nếu được tích điện lượng 5,2.10^{-9}C thì điện trường giữa hai bản tụ là 20000 V/m. Tính diện tích mỗi bản tụ ?
Hướng dẫn giải:
Áp dụng công thức tụ điện ta có:
Q=CU=CEd (1)
C=\frac{\varepsilon S}{9.10^9.4\pi .d} (2)
Từ (1) và (2) ta có:
\rightarrow \frac{Q}{Ed}=\frac{\varepsilon S}{9.10^9.4\pi .d}
\Rightarrow S=\frac{9.10^9.4\pi .Q}{E}=0,03 m^2
Áp dụng công thức tụ điện ta có:
Q=CU=CEd (1)
C=\frac{\varepsilon S}{9.10^9.4\pi .d} (2)
Từ (1) và (2) ta có:
\rightarrow \frac{Q}{Ed}=\frac{\varepsilon S}{9.10^9.4\pi .d}
\Rightarrow S=\frac{9.10^9.4\pi .Q}{E}=0,03 m^2
Câu 2: Một tụ điện phẳng có các bản tụ hình tròn bánh 10 cm. Khoảng cách và hiệu điện thế giữa hai bản là 1 cm và 108 V. Giữa hai bản là không khí. Tính điện tích của tụ điên ?
Hướng dẫn giải:
Diện tích của hình tròn: S=\pi r^2=0,1^2\pi (m^2)
Áp dụng công thức của tụ điện:
Q=CU=\frac{\varepsilon S}{9.10^9.4\pi .d}.U=3.10^{-9} C
Diện tích của hình tròn: S=\pi r^2=0,1^2\pi (m^2)
Áp dụng công thức của tụ điện:
Q=CU=\frac{\varepsilon S}{9.10^9.4\pi .d}.U=3.10^{-9} C
Câu 3: Một tụ điện phẳng trong không khí có điện dung 20 pF. Tích điện cho tụ điện đến hiệu điện thế 250 V sau đó tháo bỏ nguồn điện rồi tăng khoảng cách giữa hai bản tụ điện lên gấp đôi. Tính hiệu điện thế giữa hai bản đó?
Hướng dẫn giải:
Theo công thức của tụ điện ta có:
C=\frac{\varepsilon S}{9.10^9.4\pi d}
\rightarrow C \sim \frac{1}{d}
d’= 2d \Rightarrow C’=\frac{C}{2}=\frac{20}{2}= 10 pF
Sau khi ngắt nguồn điện thì điện tích trên các tụ điện không đổi:
Q=Q’\Rightarrow U=\frac{Q’}{C} = 500 V
Theo công thức của tụ điện ta có:
C=\frac{\varepsilon S}{9.10^9.4\pi d}
\rightarrow C \sim \frac{1}{d}
d’= 2d \Rightarrow C’=\frac{C}{2}=\frac{20}{2}= 10 pF
Sau khi ngắt nguồn điện thì điện tích trên các tụ điện không đổi:
Q=Q’\Rightarrow U=\frac{Q’}{C} = 500 V
Câu 4: Điện dung của ba tụ điện mắc nối tiếp là: C_1= 20 pF ; C_2=10 pF; C_3= 30 pF. Điện dung của bộ tụ điện bằng bao nhiêu ?
Hướng dẫn giải:
Áp dụng công thức ghép tụ cho 3 điện dung ghép nối tiếp:
\frac{1}{C}=\frac{1}{C_1}+ \frac{1}{C_2}+ \frac{1}{C_3}\Rightarrow C=\frac{C_1C_2C_3}{C_1C_2 + C_1C_3 + C_2C_3}= 5,45 pF
Áp dụng công thức ghép tụ cho 3 điện dung ghép nối tiếp:
\frac{1}{C}=\frac{1}{C_1}+ \frac{1}{C_2}+ \frac{1}{C_3}\Rightarrow C=\frac{C_1C_2C_3}{C_1C_2 + C_1C_3 + C_2C_3}= 5,45 pF
Câu 5: Điện dung của ba tụ điện mắc song song là: C_1= 20 pF ; C_2=10 pF; C_3= 30 pF. Điện dung của bộ tụ điện bằng bao nhiêu ?
Hướng dẫn giải:
Áp dụng công thức cho 3 tụ điện mắc song song ta có:
C= C_1 + C_2 + C_3 = 20 +10 + 30 = 60 pF
Áp dụng công thức cho 3 tụ điện mắc song song ta có:
C= C_1 + C_2 + C_3 = 20 +10 + 30 = 60 pF
Câu 6: Trên một tụ điện có ghi 20 \mu F – 200 V. Nối hai bản tụ điện với một hiệu điện 120 . Tụ điện tích được điện tích là bao nhiêu ?
Hướng dẫn giải:
Áp dụng công thức về tụ điện ta có:
Q= CU= 20.10^{-6}.200= 24.10^{-4} (C)
Áp dụng công thức về tụ điện ta có:
Q= CU= 20.10^{-6}.200= 24.10^{-4} (C)
Câu 7: Một tụ điện phẳng không khí có điện dung 1000 pF và khoảng cách giữa hai bản là 1mm. Tích điện cho tụ điện dưới hiệu điện 60 V. Tính điện tích của tụ điện và cường độ điện trường ?
Hướng dẫn giải:
Điện tích của tụ điện là:
Q=CU= 1000.10^{-12}.60= 6.10^{-8} (C)
Cường độ điện trường của tụ điện là:
E=\frac{U}{d}=\frac{60}{1.10^{-3}}=6.10^4 (V/m)
Điện tích của tụ điện là:
Q=CU= 1000.10^{-12}.60= 6.10^{-8} (C)
Cường độ điện trường của tụ điện là:
E=\frac{U}{d}=\frac{60}{1.10^{-3}}=6.10^4 (V/m)
Câu 8: Cho một điện trường đều có cường độ điện trường là E. Chọn chiều dương cùng chiều với chiều đường sức điện. Gọi U là hiệu điện thế giữa hai điểm M và N trên cùng đường sức điện, d là độ dài đường thẳng MN. Biểu thức đúng về cường độ điện trường MN là gì?
Hướng dẫn giải:
Theo định nghĩa ta có công thức biểu thức sau:
U_{MN}=\frac{A_{MN}}{q}=\frac{qEd}{q}\Rightarrow E=\frac{U}{d}
Theo định nghĩa ta có công thức biểu thức sau:
U_{MN}=\frac{A_{MN}}{q}=\frac{qEd}{q}\Rightarrow E=\frac{U}{d}
Câu 9: 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 điện ?
Hướng dẫn giải:
Số electron dịch chuyển qua bảng tích điện âm là:
n=\frac{Q}{\left | e \right |}=\frac{450}{1,6.10^{-19}}= 6,75.10^{13} hạt
Số electron dịch chuyển qua bảng tích điện âm là:
n=\frac{Q}{\left | e \right |}=\frac{450}{1,6.10^{-19}}= 6,75.10^{13} hạt
Câu 10: Một tụ điện có điện dung là 40 pF và khoảng cách giữa hai bản là 1cm. Tính điện tích tối đa có thể tích cho tụ, biết rằng khi cường độ điện trường trong không khí lên đến 3.10^{6} V/m thì không khí sẽ trở thành dẫn điện .
Hướng dẫn giải:
Áp dụng công thức tụ điện:
Q_{max}= C.U_{max}=C.E_{max}d= 40.10^{-12}.3.10^6.10^{-2}=1,2.10^{-6} (C)
Áp dụng công thức tụ điện:
Q_{max}= C.U_{max}=C.E_{max}d= 40.10^{-12}.3.10^6.10^{-2}=1,2.10^{-6} (C)
Như vậy, bài viết về 10 bài tập tụ điện của HocThatGioi đến đây đã hết. Qua bài viết hi vọng sẽ giúp các bạn hiểu hơn về bài tập tụ điện. Đừng quên Like và Share để giúp HocThatGioi ngày càng phát triển nhé. Cuối cùng, cảm ơn tất cả các bạn đã theo dõi hết bài viết và chúc các bạn học tốt.
