BÀI TẬP VỀ TỤ ĐIỆN LỚP 11 CÓ LỜI GIẢI

Các dạng bài tập Tụ điện chọn lọc có đáp án bỏ ra tiết

Với những dạng bài tập Tụ điện chọn lọc có đáp án chi tiết Vật Lí lớp 11 tổng hợp những dạng bài xích tập, 50 bài bác tập trắc nghiệm tất cả lời giải chi tiết với đầy đủ cách thức giải, lấy ví dụ như minh họa sẽ giúp đỡ học sinh ôn tập, biết phương pháp làm dạng bài bác tập Tụ năng lượng điện từ kia đạt điểm cao trong bài bác thi môn trang bị Lí lớp 11.

Bạn đang xem: Bài tập về tụ điện lớp 11 có lời giải

Bài tập trắc nghiệm

Tụ điện là gì ? cách giải bài tập về Tụ điện

A. Cầm tắt lý thuyết

1. Tụ điện:

• Định nghĩa: Tụ điện là một trong những hệ hai đồ gia dụng dẫn đặt gần nhau và ngăn cách nhau bởi một lớp bí quyết điện. Mỗi trang bị dẫn đó gọi là một phiên bản của tụ điện.

• Tụ điện dùng để chứa năng lượng điện tích.

• Tụ năng lượng điện phẵng bao gồm hai phiên bản kim một số loại phẳng đặt tuy nhiên song với nhau và phân làn nhau bởi một lớp điện môi.

• Kí hiệu tụ điện

• biện pháp tích điện cho tụ: Nối hai phiên bản của tụ điện với hai rất của mối cung cấp điện.

Độ to điện tích trên mỗi phiên bản của tụ năng lượng điện khi đang tích điện call là năng lượng điện của tụ điện.

2. Điện dung của tụ:

• Định nghĩa: Điện dung của tụ điện là đại lượng đặc thù cho khả năng tích điện của tụ điện tại một hiệu điện thế nhất định. Nó được khẳng định bằng thương số của năng lượng điện của tụ điện và hiệu điện chũm giữa hai bạn dạng của nó.

•Đơn vị: Fara (F)

1μF = 10-6F

1nF = 10-9F

1pF = 10-12F

•Các loại tụ điện: tụ không khí, tụ giấy, tụ sứ…

•Tụ gồm điện dung thay đổi gọi là tụ xoay.

•Trên vỏ tụ thường xuyên ghi 1 cặp số.

VD: 10μF - 250V: trong đó 10μF là năng lượng điện dung của tụ

250V là giá bán trị giới hạn của hiệu năng lượng điện thế hoàn toàn có thể đặt vào tụ. Quá giới hạn đó, tụ rất có thể bị hỏng.

• năng lượng của năng lượng điện trường vào tụ:

B. Kĩ năng giải bài tập

- Áp dụng công thức của tụ điện:

- phương pháp tính năng lượng của tụ:

C. Bài bác tập trắc nghiệm

Câu 1: Tụ điện là

A. Hệ thống gồm hai vật đặt gần nhau và ngăn cách nhau bằng một lớp dẫn điện.

B. Hệ thống gồm hai thứ dẫn để gần nhau và chia cách nhau bởi một lớp bí quyết điện.

C. Khối hệ thống gồm hai đồ dùng dẫn đặt tiếp xúc với nhau cùng được phủ bọc bằng năng lượng điện môi.

D. Khối hệ thống hai đồ gia dụng dẫn đặt biện pháp nhau một khoảng đủ xa.

Hướng dẫn:

Chọn B.

Tụ điện là một trong những hệ hai đồ vật dẫn để gần nhau và phân làn nhau bằng một lớp biện pháp điện.

Câu 2: Để tích điện đến tụ điện, ta phải:

A. Mắc vào nhị đầu tụ một hiệu năng lượng điện thế.

B. Cọ xát các phiên bản tụ cùng với nhau.

C. đặt tụ gần đồ nhiễm điện.

D. để tụ ngay gần nguồn điện.

Hướng dẫn:

Chọn A.

Để tích điện mang lại tụ điện, ta buộc phải mắc vào nhị đầu tụ một hiệu điện thế.

Câu 3: trong các nhận xem về tụ năng lượng điện dưới đây, dấn xét nào ko đúng?

A. Điện dung đặc thù cho tài năng tích điện của tụ.

B. Điện dung của tụ càng mập thì tích được điện lượng càng lớn.

C. Điện dung của tụ có đơn vị chức năng là Fara (F).

D. Hiệu điện cố càng béo thì điện dung của tụ càng lớn.

Hướng dẫn:

Chọn D.

Điện dung của tụ không phụ thuộc vào hiệu điện thế giữa hai bản.

Câu 4: trường hợp hiệu điện núm giữa hai bạn dạng tụ tăng 2 lần thì năng lượng điện dung của tụ

A. Tăng 2 lần. B. Bớt 2 lần.

C. Tăng 4 lần. D. Ko đổi.

Hướng dẫn:

Chọn D.

Điện dung của tụ năng lượng điện không phụ thuộc vào hiệu điện cầm giữa hai bạn dạng tụ phải nếu hiệu điện nỗ lực giữa hai bản tụ tăng 2 lần thì điện dung của tụ ko đổi.

Câu 5: trong số công thức sau, công thức không phải để tính tích điện điện trường vào tụ năng lượng điện là

A. W = Q2/(2C). B. W = QU/2.

C. W = CU2/2. D. W = C2/(2Q).

Hướng dẫn:

Công thức tính năng lượng của tụ:

Câu 6: Một tụ có điện dung 2 μF. Lúc đặt một hiệu điện ráng 4 V vào 2 phiên bản của tụ năng lượng 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.

Hướng dẫn:

Chọn D.

Điện tích Q = CU = 2.10-6.4 = 8.10-6C

Câu 7: Đặt vào nhị đầu tụ một hiệu điện nạm 10 V thì tụ tích được một điện lượng 20.10-9 C. Điện dung của tụ là

A. 2 μF. B. 2 mF.

C. 2 F. D. 2 nF.

Hướng dẫn:

Điện dung

Câu 8: Để tụ tích một điện lượng 10 nC thì để vào nhị đầu tụ một hiệu điện rứa 2V. Để tụ kia tích được điện lượng 2,5 nC thì phải để vào hai đầu tụ một hiệu điện cụ

A. 500 mV. B. 0,05 V.

C. 5V. D. Trăng tròn V.

Hướng dẫn:

Chọn A.

Hiệu năng lượng điện thế:

⇒ U2 = 0,5(V) = 500mV

Câu 9: hai đầu tụ trăng tròn μF gồm hiệu điện cầm 5V thì tích điện tụ tích được là

A. 0,25 mJ. B. 500 J.

C. 50 mJ. D. 50 μJ.

Hướng dẫn:

Chọn A.

Năng lượng của tụ:

Câu 10: nhì tụ điện chứa cùng một lượng năng lượng điện thì

A. Bọn chúng phải gồm cùng năng lượng điện dung.

B. Hiệu điện rứa giữa hai phiên bản của tụ năng lượng điện phải bằng nhau.

C. Tụ năng lượng điện nào tất cả điện dung to hơn, sẽ sở hữu được hiệu điện cầm cố giữa hai phiên bản lớn hơn.

D. Tụ năng lượng điện nào gồm điện dung phệ hơn, sẽ có được hiệu điện vậy giữa hai bạn dạng nhỏ hơn.

Hướng dẫn:

Chọn D.

Hiệu điện thay giữa hai bản tụ năng lượng điện U = Q/C

⇒ Q đồng nhất thì tụ nào tất cả C lớn hơn vậy thì U bé dại hơn.

Câu 11: năng lượng điện trường vào tụ điện.

A. Tỉ lệ với hiệu điện nuốm giữa hai phiên bản tụ.

B. Tỉ lệ thành phần với điện tích trên tụ.

C. Tỉ trọng với bình phương hiệu điện vậy giữa hai bản tụ.

D. Tỉ lệ thành phần với hiệu điện nạm giữa hai bản tụ với điện tích bên trên tụ.

Hướng dẫn:

Chọn C.

Năng lượng của điện trường trong tụ:

⇒ năng lượng điện trường vào tụ năng lượng điện tỉ lệ cùng với bình phương hiệu điện cầm cố giữa hai phiên bản tụ.

Câu 12: Một tụ điện được tích điện bởi một hiệu điện gắng 10 V thì tích điện của tụ là 10 mJ. Ví như muốn năng lượng của tụ là 22,5 mJ thì hai bạn dạng tụ phải có hiệu điện thế là

A. 15 V. B. 7,5 V.

C. 20 V. D. 40 V.

Hướng dẫn:

Chọn A.

Năng lượng của điện trường trong tụ:

Cách tính năng lượng điện dung, năng lượng của tụ điện

A. Phương pháp & Ví dụ

Vận dụng công thức:

- Điện dung của tụ điện:

- năng lượng của tụ điện:

Ví dụ 1: Đặt vào nhì đầu tụ điện một hiệu điện thay 10V thì tụ tích được một điện lượng là 20.10-9 C. Điện dung của tụ là:

Hướng dẫn:

Ta có:

Ví dụ 2: Để tụ tích một năng lượng điện lượng 10 nC thì để vào nhị đầu tụ một hiệu điện nỗ lực là 2V. Để tụ đó tích được một năng lượng điện lượng là 2,5 nC thì phải để vào nhì đầu tụ một hiệu điện thế:

Hướng dẫn:

Ta có điện dung của tụ là

Để tụ đó tích được một điện lượng là 2,5 nC thì phải để vào hai đầu tụ một hiệu năng lượng điện thế:

Ví dụ 3: Một tụ năng lượng điện được tích điện bằng một hiệu điện thay là 10V thì tích điện của tụ là 10mJ. Giả dụ muốn tích điện của tụ là 22,5mJ thì phải để vào nhị đầu tụ một hiệu năng lượng điện thế:

Hướng dẫn:

Điện dung của tụ là

Nếu ý muốn W = 22,5.10-3 J thì

Ví dụ 4: Một tụ điện gồm điện dung C1 = 0,2 μF khoảng cách giữa hai bạn dạng là d1 = 5 cm được hấp thụ điện cho hiệu điện cụ U = 100 V.

a) Tính năng lượng của tụ điện.

b) Ngắt tụ thoát khỏi nguồn điện. Tính độ biến chuyển thiên tích điện của tụ khi dịch 2 phiên bản lại sát còn phương pháp nhau d2 = 1 cm.

Hướng dẫn:

a) năng lượng của tụ điện:

b) Điện dung của tụ điện:

+ Điện dung của tụ điện lúc sau:

+ Điện tích của tụ thời gian đầu: q.1 = C1U1 = 0,2.10-6.100 = 2.10-5 C

+ bởi ngắt tụ ra khỏi nguồn bắt buộc điện tích ko đổi, vày đó: q.2 = Q1

+ tích điện lúc sau:

+ Độ vươn lên là thiên năng lượng: ΔW = W2 – W1 = -8.10-4 J l = 0,3cm với điện trường giới hạn 100kV/cm vào khoảng giữa, song song 2 bản. Tụ gồm hư không?

Hướng dẫn:

–Điện trường giữa hai phiên bản tụ là:

a)Trường hợp năng lượng điện trường số lượng giới hạn bằng 30 kV/cm: vày E gh nên tụ không biến thành hư.

b)Trường hợp năng lượng điện trường số lượng giới hạn bằng 100 kV/cm: Khi có tấm thủy tinh, năng lượng điện dung của tụ tăng lên, năng lượng điện ở các phiên bản tụ tăng lên làm mang đến điện trường trong không gian khí cũng tăng lên.

Gọi E1 là cường độ điện trường vào phần không khí; E2 là cường độ điện trường trong phần thủy tinh. Ta có:

U = E1(d – l) + E2l với

Vì E1 > Egh = 30 kV/cm nên không khí bị đâm xuyên cùng trở bắt buộc dẫn điện, khi ấy hiệu điện cố U của nguồn đặt trực tiếp vào tấm thủy tinh, năng lượng điện trường trong tấm chất thủy tinh là:

> Egh = 100 kV/cm buộc phải thủy tinh bị đâm xuyên, tụ điện bị hư.

B. Bài tập

Bài 1: Một tụ điện gồm điện dung 2μF. Lúc đặt một hiệu điện vắt 4V vào hai bạn dạng tụ thì tụ năng lượng điện được điện lượng bằng bao nhiêu?

Lời giải:

Ta có: Q = CU = 2.10-6.4 = 8.10-6 C

Bài 2: nếu để vào nhì đầu tụ một hiệu điện cụ 4V thì tụ tích được năng lượng điện lượng là 2μ C. Nếu đặt vào hai đầu tụ một hiệu điện cố 10V thì tụ tích được năng lượng điện lượng bằng bao nhiêu?

Lời giải:

Ta có:

. Lúc đặt vào nhì đầu tụ một hiệu điện nắm 10V thì tụ tích được năng lượng điện lượng là: Q = CU" = 0,5.10-6.10 = 5.10-6 C.

Bài 3: hai đầu tụ tất cả điện dung là trăng tròn μF thì hiệu điện cụ là 5V thì năng lượng tích được bằng bao nhiêu?

Lời giải:

Năng lượng tích được là

Bài 4: giữa hai phiên bản tụ phẳng phương pháp nhau 1 cm gồm một hiệu điện rứa 10V. độ mạnh điện trường trong trái tim tụ bằng bao nhiêu?

Lời giải:

Ta có:

Bài 5: Một tụ điện gồm điện dung 5.10-6 F. Điện tích của tụ điện bằng 86 μC. Hiệu điện cố gắng trên hai phiên bản tụ điện bằng bao nhiêu?

Lời giải:

Ta có:

Tụ năng lượng điện phẳng

A. Phương thức & Ví dụ

Điện dung của tụ năng lượng điện phẳng:

Trong đó: S là diện tích phần đối diện giữa 2 bản tụ (m2)

d là khoảng cách giữa 2 bản tụ (m)

ε là hệ số điện môi

+ Đối với tụ điện biến chuyển thiên thì phần đối lập của hai bạn dạng sẽ chũm đổi.

+ bí quyết chỉ vận dụng cho ngôi trường hợp hóa học điện môi che đầy không gian gian thân hai bản. Ví như lớp năng lượng điện môi chỉ chiếm 1 phần khoảng không khí giữa hai bạn dạng thì rất cần phải phân tích, lập luận bắt đầu tính được điện dung C của tụ điện.

Ví dụ 1: Một tụ phẳng bao gồm các phiên bản hình tròn nửa đường kính 10 cm, khoảng cách và hiệu điện nạm hai phiên bản tụ là một trong cm; 108 V. Thân hai phiên bản là không khí. Tìm năng lượng điện của tụ điện.

Hướng dẫn:

Ta gồm điện dung của tụ điện

Điện tích của tụ Q = CU = 2,78.10-11.108 = 3.10-9 C

Ví dụ 2: Một tụ điện phẳng ko khí có điện dung C = 500 pF tích điện cho hiệu điện thế U = 300 V.

a) Ngắt tụ khỏi nguồn, nhúng vào chất điện môi lỏng ε = 2. Hiệu điện thế, năng lượng điện trường giữa nhị bản tụ điện bằng bao nhiêu?

b) Vẫn nối tụ với nguồn, nhúng vào chất điện môi lỏng ε = 2. Hiệu điện thế, năng lượng điện trường giữa hai bản tụ bằng bao nhiêu?

Hướng dẫn:

a) khi đặt trong không khí điện tích của tụ là Q = CU = 500.10-12.300 = 1,5.10-7 C.

Ngắt tụ ngoài nguồn với nhúng vào chất điện môi thì:

- Điện tích bên trên tụ là không đổi Q’ = Q = 1,5.10-7 C

- Điện dung của tụ tăng

- Hiệu điện nỗ lực của tụ hôm nay là

- Năng lượng vào lòng bản tụ:

b) Vẫn nối tụ với nguồn và nhúng vào chất điện môi thì:

- Hiệu điện thế trên tụ không đổi: U’ = U = 300 V

- Điện dung của tụ tăng:

- Điện tích tích bên trên tụ tăng : Q = C’U’ = 300.10-9 C

- Năng lượng trong lòng tụ tăng:

Ví dụ 3: Tụ điện phẳng ko khí điện dung C = 2pF được tích điện ở hiệu điện thế U = 600 V.

a) Tính điện tích Q của tụ.

b) Ngắt tụ khỏi nguồn, đưa hai bản tụ ra xa để khoảng cách tăng gấp 2. Tính C1, Q1, U1, W1 của tụ.

c) Vẫn nối tụ với nguồn, chuyển hai bản tụ ra xa để khoảng cách tăng gấp 2 lần. Tính C2, Q2, U2 của tụ.

Hướng dẫn:

a) Điện tích của tụ: Q = CU = 2.10-2.600 = 1,2.10-9 C.

b) lúc ngắt tụ khỏi nguồn: điện tích tụ không đổi nên quận 1 = Q = 1,2.10-9 C

Điện dung của tụ điện:

Hiệu điện thế của tụ điện:

c) khi vẫn nối tụ với nguồn điện: hiệu điện thế giữa hai bản tụ không đổi: U2 = U = 600 V

Điện dung của tụ:

Điện tích của tụ: quận 2 = C2U2 = 10-12.600 = 0,6.10-9 C.

Ví dụ 4: Hai phiên bản tụ điện phẳng gồm dạng hình tròn bán kính R = 60 cm, khoảng cách giữa các phiên bản là d = 2mm. Thân hai bạn dạng là ko khí. Hoàn toàn có thể tích điện cho tụ năng lượng điện một năng lượng điện tích lớn nhất là bao nhiêu để tụ điện không trở nên đánh thủng ? hiểu được điện trường lớn số 1 mà không khí chịu đựng được là 3.105 V/m.

Hướng dẫn:

Điện dung của tụ điện

Hiệu điện thế to nhất rất có thể đặt vào nhị đầu bản tụ là U = Ed = 3.105.0,002 = 600 V.

Điện tích lớn số 1 tụ tích được để không biến thành đánh thủng là Q = CU = 5.10-9.600 = 3.10-6 C

B. Bài bác tập

Bài 1: Hai bản tụ điện phẳng có dạng hình tròn trụ bán kính R = 60 cm, khoảng cách giữa hai phiên bản là d = 2 mm. Thân hai phiên bản là không khí. Tính điện dung của tụ điện.

Lời giải:

Điện dung của tụ điện

Bài 2: Một tụ điện phẳng được mắc vào hai cực của một nguồn điện có hiệu điện rứa 50 V. Ngắt tụ điện thoát ra khỏi nguồn rồi kéo cho khoảng cách giữa hai phiên bản tụ tăng lên gấp đôi lần. Tìm hiệu điện cố gắng của tụ khi đó.

Xem thêm: Ký Hiệu Trong Toán Học Đầy Đủ Và Chi Tiết Nhất, Danh Sách Ký Hiệu Toán Học (+

Lời giải:

Ta có: d’ = 2d. Ngắt tụ ra khỏi nguồn thì điện tích bên trên tụ không đổi: Q = CU = C’U’

Bài 3: cho 1 tụ năng lượng điện phẳng nhưng mà hai bản có dạng hình tròn trụ bán kính 2 cm và để trong ko khí. Hai phiên bản cách nhau 2 mm. Có thể đặt một hiệu điện thế lớn số 1 là từng nào vào hai bạn dạng tụ năng lượng điện đó ? cho thấy thêm điện trường đánh thủng đối với không khí là 3.106 V/m.

Lời giải:

Hiệu điện thế phệ nhất có thể đặt vào hai phiên bản tụ là U = Emaxd = 3.106.2.10-3 = 6000 V.