Tụ điện số 2 Ghép tụ thành bộ Chương 1 Điện tích, điện trường là tài liệu môn Vật Lý trong chương trình Lớp 12 được cungthi.vn tổng hợp và biên soạn. Tạo nguồn tài liệu giúp các bạn trong việc ôn tập
Những địa chỉ uy tín để bạn mua sách
Nội dung tóm tắt
TỤ ĐIỆN – SỐ 2
I. KIẾN THỨC:
Dạng 2: GHÉP TỤ ĐIỆN CHƯA TÍCH ĐIỆN.
PP Chung:
Ghép nối tiếp: Ghép song song:
C1 C2 Cn
Cb = C1 + C2 + ... + Cn.
Qb = Q1 + Q2 + … + Qn.
Qb = Q1 = Q2 =… = Qn.
Ub = U1 + U2 +...+ Un. Ub = U1 = U2 = … = Un.
- Vận dụng các công thức tìm điện dung (C), điện tích (Q), hiệu điện thế (U) của tụ điện trong các cách mắc song song, nối tiếp.
- Nếu trong bài toán có nhiều tụ được mắc hổn hợp, ta cần tìm ra được cách mắc tụ điện của mạch đó rồi mới tính toán.
- Khi tụ điện bị đánh thủng, nó trở thành vật dẫn.
- Sau khi ngắt tụ điện khỏi nguồn và vẫn giữ tụ điện đó cô lập thì điện tích Q của tụ đó vẫn không thay đổi.
Đối với bài toán ghép tụ điện cần lưu ý hai trường hợp:
+ Nếu ban đầu các tụ chưa tích điện, khi ghép nối tiếp thì các tụ điện có cùng điện tích và 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).
I. BÀI TẬP TỰ LUẬN:
1. Một tụ điện phẳng điện dung C = 0,12 F có lớp điện môi dày 0,2 mm có hằng số điện môi = 5. Tụ được đặt dưới một hiệu điện thế U = 100 V.
a. Tính diện tích các bản của tụ điện, điện tích và năng lượng của tụ.
b. Sau khi được tích điện, ngắt tụ khỏi nguồn rồi mắc vào hai bản của tụ điện C1 = 0,15 F chưa được tích điện. Tính điện tích của bộ tụ điện, hiệu điện thế và năng lượng của bộ tụ.
Đ s: a/ 0,54 m2, 12 C, 0,6 mJ. b/ 12 C, 44,4 V, 0,27 mJ.
2. Một tụ điện 6 F được tích điện dưới một hiệu điện thế 12V.
a. Tính điện tích của mỗi bản tụ.
b. Hỏi tụ điện tích lũy một năng lượng cực đại là bao nhiêu ?
c. Tính công trung bình mà nguồn điện thực hiện để đưa 1 e từ bản mang điện tích dương bản mang điện tích âm ?
Đ s: a/ 7,2. 10-5 C. b/ 4,32. 10-4 J. c/ 9,6. 10-19 J.
3. Một tụ điện phẳng không khí 3,5 pF, diện tích 5cm2 được đặt dưới một hiệu điện thế 6,3 V.
a. Tính cường độ điện trường giữa hai bản của tụ điện.
b. Tính năng lượng của tụ điện.
Đ s: 5000 V/m, 6,95. 10-11 J.
4. Có 3 tụ điện C1 = 10 F, C2 = 5 F, C3 = 4 F được mắc vào nguồn điện có
hiệu điện thế U = 38 V.
a. Tính điện dung C của bộ tụ điện, điện tích và hiệu điện thế trên các tụ điện.
b. Tụ C3 bị “đánh thủng”. Tìm điện tích và hiệu điện thế trên tụ C1.
Đ s: a/ Cb ≈ 3,16 F. Q1 = 8. 10-5 C, Q2 = 4. 10-5 C, Q3 = 1,2. 10-4 C, U1 = U2 = 8 V, U3 = 30 V.
b/ Q1 = 3,8. 10-4 C, U1 = 38 V.
5. Tính điện dung tương đương, điện tích, hiệu điện thế trong mỗi tụ điện ở các trường hợp sau (hình vẽ)
C2 C3 C2
C1 C2 C3 C1 C2 C3 C1
C1 C3
(Hình 1) (Hình 2) (Hình 3) (Hình 4)
Hình 1: C1 = 2 F, C2 = 4 F, C3 = 6 F. UAB = 100 V.
Hình 2: C1 = 1 F, C2 = 1,5 F, C3 = 3 F. UAB = 120 V.
Hình 3: C1 = 0,25 F, C2 = 1 F, C3 = 3 F. UAB = 12 V.
Hình 4: C1 = C2 = 2 F, C3 = 1 F, UAB = 10 V.
6. Cho bộ tụ mắc như hình vẽ:
C1 = 1 F, C2 = 3 F, C3 = 6 F, C4 = 4 F. UAB = 20 V. C1 C2
Tính điện dung bộ tụ, điện tích và hiệu điện thế mỗi tụ khi.
a. K hở. C3 C4
b. K đóng.
7. Trong hình bên C1 = 3 F, C2 = 6 F, C3 = C4 = 4 F, C5 = 8 F. C1 C2
U = 900 V. Tính hiệu điện thế giữa A và B ?
C3 C4
Đ s: UAB = - 100V.
C5
8. Cho mạch điện như hình vẽ:
C1 = C2 = C3 = C4 =C5 = 1 F, U = 15 V. C1 C2
Tính điện dung của bộ tụ, điện tích và hiệu điện thế của mỗi tụ khi: C5
a. K hở.
b. K đóng. C3 C4
9*. Cho bộ tụ điện như hình vẽ. C2 C2
