Bài giảng tóm tắt lại các kiến thức quan trọng như định nghĩa tụ điện, điện dung, năng lượng của tụ điện và khái quát các dạng bài tập cơ bản liên quan đến tụ điện, nhằm giúp học sinh dễ dàng nắm bắt kiến thức và luyện tập thêm. Mời các em cùng tìm hiểu bài Bài 6: Tụ điện. Chúc các em học tốt !
Định nghĩa : Hệ 2 vật dẫn đặt gần nhau, mỗi vật là 1 bản tụ. Khoảng không gian giữa 2 bản là chân không hay điện môi. Tụ điện dùng để tích và phóng điện trong mạch điện.
Tụ điện phẳng có 2 bản tụ là 2 tấm kim loại phẳng có kích thước lớn ,đặt đối diện nhau, song song với nhau.
Kí hiệu của tụ điện trên sơ đồ mạch điện:
Nối hai bản của tụ điện với hai cực của nguồn điện.
Độ lớn điện tích trên mỗi bản của tụ điện khi điện tích điện gọi là điện tích của tụ điện.
Khi tích điện cho tụ điện, tụ điện nhiễm điện do hưởng ứng, điện tích hai bản bao giờ cũng có độ lớn bằng nhau nhưng trái dấu. Ta gọi điện tích của bản dương là điện tích của tụ điện.
Điện dung của tụ điện 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.
\(C = \frac{Q}{U}\)
Công thức tính điện dung của tụ điện phẳng:
\(C = \frac{{\varepsilon .S}}{{{{9.10}^9}.4\pi .d}}\)
Với S là phần diện tích đối diện giữa 2 bản.
Đơn vị điện dung là fara, kí hiệu F.
Thường dùng các ước số của fara:
\(1{\rm{ }}mF{\rm{ }} = {\rm{ }}{1.10^{ - 6}}F;{\rm{ }}1{\rm{ }}nF{\rm{ }} = {\rm{ }}{1.10^{ - 9}}F;{\rm{ }}1{\rm{ }}pF{\rm{ }} = {\rm{ }}{1.10^{ - 12}}F\)
Thường lấy tên của lớp điện môi để đặt tên cho tụ điện.
Các loại tụ điện: Tụ không khí, tụ giấy, tụ mica, tụ sứ, tụ gốm,...Tụ có điện dung thay đổi được gọi là tụ xoay.
Ghi chú : Với mỗi một tụ điện có 1 hiệu điện thế giới hạn nhất định, nếu 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.
Ví dụ: Trên vỏ mỗi tụ điện thường có ghi cặp số liệu, chẳng hạn như 10 mF ~ 250 V. Số liệu thứ nhất cho biết điện dung của tụ điện. Số liệu thứ hai chỉ giá trị giới hạn của hiệu điện thế đặt vào hai cực của tụ. Vượt quá giới hạn đó tụ có thể hỏng.
Khi tụ điện được tích điện thì giữa hai bản tụ có điện trường và trong tụ điện sẽ dự trữ một năng lượng. Gọi là năng lượng điện trường trong tụ điện.
Công thức: \(W = \frac{{Q.U}}{2} = \frac{{C.{U^2}}}{2} = \frac{{{Q^2}}}{{2C}}\)
Mọi điện trường đều mang năng lượng.
Tụ phẳng trong không khí có các bản hình tròn bán kính 6cm, khoảng cách giữa 2 bản tụ là 1cm, nối với hiệu điện thế 300V. Tính điện tích q của tụ điện.
Ta có:
\(\begin{array}{l}
C = \frac{{\varepsilon S}}{{4\pi kd}} \Rightarrow C = \frac{{\pi {{.36.10}^{ - 2}}}}{{4\pi {{9.10}^9}{{.10}^{ - 2}}}} = {10^{ - 11}}F = 0,01nF\\
\Rightarrow Q = 0,01.300 = 3nC
\end{array}\)
Tích điện cho một tụ điện có điện dung \(20 \mu F\) dưới hiệu điện thế 60 V. Sau đó tháo tụ điện ra khỏi nguồn.
a) Tính điện tích q của tụ.
b) Tính công mà điện trường trong tụ điện sinh ra khi phóng điện tích \(\Delta q = 0,001q\) từ bản dương sang bản âm.
c) Xét lúc điện tích của tụ điện chỉ còn . Tính công mà điện trường trong tụ điện sinh ra khi phóng điện tích \(\Delta q\) như trên từ bản dương sang bản âm lúc đó.
Ta có:
Câu a:
Điện tích của q: \(q =C.u = 12.10^{-4} C\) .
Câu b:
Vì lượng điện tích rất nhỏ, nên điện tích và đo đó cả hiệu điện thế giữa hai bản tụ coi như không thay đổi. Công của lực điện sinh ra sẽ là:
\(A = \Delta q.U = 72.10^{-6} J\).
Câu c:
Điện tích của tụ giảm một nửa thì hiệu điện thế giữa hai đầu bản tụ cũng giảm một nửa.
⇒ \(A' = \Delta q.U' = 36.10^{-6} J.\)
Qua bài giảng Tụ điện này, các em cần hoàn thành 1 số mục tiêu mà bài đưa ra như :
Trình bày được cấu tạo của tụ điện, cách tích điện cho tụ, ý nghĩa của các số ghi trên tụ
Nêu rõ ý nghĩa, biểu thức, đơn vị của điện dung và giải được một số bài tập về tụ điện.
Các em có thể hệ thống lại nội dung kiến thức đã học được thông qua bài kiểm tra Trắc nghiệm Vật lý 11 Bài 6 cực hay có đáp án và lời giải chi tiết.
Tụ phẳng trong không khí có các bản hình tròn bán kính 6cm, khoảng cách giữa 2 bản tụ là 1cm, nối với hiệu điện thế 300V. Tính điện tích q của tụ điện.
Tích điện cho một tụ điện có điện dung \(20 \mu F\) dưới hiệu điện thế 60 V. Sau đó tháo tụ điện ra khỏi nguồn. Tính công mà điện trường trong tụ điện sinh ra khi phóng điện tích \(\Delta q = 0,001q\) từ bản dương sang bản âm.
Trên vỏ tụ điện có ghi \(20 \mu F - 200 V\). Tính điện tích tối đa mà tụ điện có thể tích được.
Câu 4-10: Mời các em đăng nhập xem tiếp nội dung và thi thử Online để củng cố kiến thức về bài học này nhé!
Các em có thể xem thêm phần hướng dẫn Giải bài tập Vật lý 11 Bài 6để giúp các em nắm vững bài học và các phương pháp giải bài tập.
Bài tập 1 trang 33 SGK Vật lý 11
Bài tập 2 trang 33 SGK Vật lý 11
Bài tập 3 trang 33 SGK Vật lý 11
Bài tập 4 trang 33 SGK Vật lý 11
Bài tập 5 trang 33 SGK Vật lý 11
Bài tập 6 trang 33 SGK Vật lý 11
Bài tập 7 trang 33 SGK Vật lý 11
Bài tập 8 trang 33 SGK Vật lý 11
Bài tập 1 trang 36 SGK Vật lý 11 nâng cao
Bài tập 2 trang 36 SGK Vật lý 11 nâng cao
Bài tập 3 trang 36 SGK Vật lý 11 nâng cao
Bài tập 4 trang 36 SGK Vật lý 11 nâng cao
Bài tập 5 trang 37 SGK Vật lý 11 nâng cao
Bài tập 6 trang 37 SGK Vật lý 11 nâng cao
Bài tập 7 trang 37 SGK Vật lý 11 nâng cao
Bài tập 8 trang 37 SGK Vật lý 11 nâng cao
Bài tập 6.1 trang 13 SBT Vật lý 11
Bài tập 6.2 trang 13 SBT Vật lý 11
Bài tập 6.3 trang 14 SBT Vật lý 11
Bài tập 6.4 trang 14 SBT Vật lý 11
Bài tập 6.5 trang 14 SBT Vật lý 11
Bài tập 6.6 trang 14 SBT Vật lý 11
Bài tập 6.7 trang 14 SBT Vật lý 11
Bài tập 6.8 trang 14 SBT Vật lý 11
Bài tập 6.9 trang 14 SBT Vật lý 11
Bài tập 6.10 trang 15 SBT Vật lý 11
Trong quá trình học tập nếu có thắc mắc hay cần trợ giúp gì thì các em hãy comment ở mục Hỏi đáp, Cộng đồng Vật lý DapAnHay sẽ hỗ trợ cho các em một cách nhanh chóng!
Chúc các em học tập tốt và luôn đạt thành tích cao trong học tập!
-- Mod Vật Lý 11 DapAnHay
Tụ phẳng trong không khí có các bản hình tròn bán kính 6cm, khoảng cách giữa 2 bản tụ là 1cm, nối với hiệu điện thế 300V. Tính điện tích q của tụ điện.
Tích điện cho một tụ điện có điện dung \(20 \mu F\) dưới hiệu điện thế 60 V. Sau đó tháo tụ điện ra khỏi nguồn. Tính công mà điện trường trong tụ điện sinh ra khi phóng điện tích \(\Delta q = 0,001q\) từ bản dương sang bản âm.
Trên vỏ tụ điện có ghi \(20 \mu F - 200 V\). Tính điện tích tối đa mà tụ điện có thể tích được.
Trong trường hợp nào sau đây, ta không có một tụ điện? Giữa hai bản kim loại là một lớp:
Điện dung của tụ điện phẳng có công thức:
Trong trường hợp nào sau đây ta có một tụ điện?
Điện dung của tụ điện không phụ thuộc vào:
Trong các công thức sau, công thức không phải để tính năng lượng điện trường trong tụ điện là
Với một tụ điện xác định, nếu muốn năng lượng điện trường của tụ tăng 4 lần thì phải tăng điện tích của tụ
Một tụ điện được tích điện bằng một hiệu điện thế 10 V thì năng lượng của tụ là 10 mJ. Nếu muốn năng lượng của tụ là 22,5 mJ thì hai bản tụ phải có hiệu điện thế là
Tụ điện là gì? Tụ điện phẳng có cấu tạo như thế nào?
Làm thế nào để tích điện cho tụ điện? Người ta gọi điện tích của tụ điện là điện tích của bản nào?
Điện dung của tụ điện là gì?
Năng lượng của một tụ điện tích điện là dạng năng lượng gì?
Gọi Q, C, U là điện tích, điện dung và hiệu điện thế giữa hai bản của một tụ điện. Phát biểu nào dưới đây là đúng?
A. C tỉ lệ thuận với Q.
B. C tỉ lệ nghịch với U.
C. C phụ thuộc vào Q và U.
D. C không phụ thuộc vào Q và U.
Trong trường hợp nào sau đây, ta không có một tụ điện?
Giữa hai bản kim loại là một lớp:
A. Mica.
B. Nhựa pôliêtilen.
C. Giấy tẩm dung dịch muối ăn.
D. Giấy tẩm parafin
Trên vỏ tụ điện có ghi \(20 \mu F - 200 V\).
a) Nối hai bản của tụ điện với một hiệu điện thế 120 V. Tính điện tích của tụ điện.
b) Tính điện tích tối đa mà tụ điện có thể tích được.
Tích điện cho một tụ điện có điện dung \(20 \mu F\) dưới hiệu điện thế 60 V. Sau đó tháo tụ điện ra khỏi nguồn.
a) Tính điện tích q của tụ.
b) Tính công mà điện trường trong tụ điện sinh ra khi phóng điện tích \(\Delta q = 0,001q\) từ bản dương sang bản âm.
c) Xét lúc điện tích của tụ điện chỉ còn . Tính công mà điện trường trong tụ điện sinh ra khi phóng điện tích \(\Delta q\) như trên từ bản dương sang bản âm lúc đó.
Chọn phương án đúng.
Bốn tụ điện như nhau, mỗi tụ điện có điện dung C và được ghép nối tiếp với nhau. Điện dung của bộ tụ điện đó bằng:
A. 2C B. C/2
C. 4C D. C/4
Chọn phương án đúng
Bốn tụ điện như nhau, mỗi tụ điện có điện dung C và được ghép song song với nhau. Điện dung của bộ tụ điện đó bằng.
A. 2C B. C/2
C. 4C D. C/4
Một tụ điện có điện dung 500 pF được mắc vào hai cực của một máy phát điện có hiệu điện thế 220V. Tính điện tích của tụ điện
Cho một tụ điện phẳng mà hai bản có dạng hình tròn bán kính 2 cm và đặt trong không khí. Hai bản cách nhau 2mm.
a) Tính điện dung của tụ điện đó
b) Có thể đặt một hiệu điện thế lớn nhất là bao nhiêu vào hai bản của tụ điện đó? Cho biết điện trường đánh thủng đối với không khí là 3.106 V/m.
Một tụ điện phẳng được mắc vào hai cực của một nguồn điện có dấu hiệu điện thế 50 V. Ngắt tụ điện ra khỏi nguồn rồi kéo cho khoảng cách của hai bản tụ điện tăng gấp hai lần. Tính hiệu điện thế của tụ điện khi đó.
Hai tụ điện có điện dung C1 = 0,4 μF, C2 = 0.6μF ghép song song với nhau. Mắc bộ tụ điện đó vào nguồn điện có hiệu điện thế U < 60V thì một trong hai bản tụ điện đó có điện tích bằng 3.10-5 C. Tính
a) Hiệu điện thế U
b) Điện tích của tụ điện kia
Điện dung của ba tụ điện ghép nối tiếp với nhau là C1 = 20pF, C2 = 10pF, C3 = 30pF. Tính điện dung của bộ tụ điện đó.
Cho ba tụ điện được mắc thành bộ theo sơ đồ như hình 7.7. Cho C1 = 3μF, C2 = C3 = 4μF. Nối hai điểm M, N với một nguồn điện có hiệu điện thế U = 10V. Hãy tính
a) Điện dung và điện tích của bộ tụ điện đó.
b) Hiệu điện thế và điện tích trên mỗi tụ.
Chọn câu phát biểu đúng.
A. Điện dung của tụ điện phụ thuộc điện tích của nó.
B. Điện dung của tụ điện phụ thuộc hiệu điện thế giữa hai bản của nó.
C. Điện dung của tụ điện phụ thuộc cả vào điện tích lẫn hiệu điện thế giữa hai bản của tụ.
D. Điện dung của tụ điện không phụ thuộc điện tích và hiệu điện thế giữa hai bản của tụ.
Chọn câu phát biểu đúng.
A. Điện dung của tụ điện tỉ lệ với điện tích của nó.
B. Điện tích của tụ điện tỉ lệ thuận với hiệu điện thế giữa hai bản của nó.
C. Hiệu điện thế giữa hai bản tụ điện tỉ lệ với điện dune của nó.
D. Điện dung của tụ điện tỉ lệ nghịch với hiệu điện thế giữa hai bản của nó.
Hai tụ điện chứa cùng một lượng điện tích thì
A. chúng phải có cùng điện dung.
B. hiệu điện thế giữa hai bản của mỗi tụ điện phải bằng nhau.
C. tụ điện nào có điộn dung lớn hơn, sẽ có hiệu điện thế giữa hai bản lớn hơn.
D. tụ điện nào có điện dung lớn hơn, sẽ có hiệu điện thế giữa hai bản nhỏ hơn.
Trường hợp nào dưới đây ta có một tụ điện ?
A. Một quả cầu kim loại nhiễm điện, đặt xa các vật khác.
B. Một quả cầu thuỷ tinh nhiễm điện, đặt xa các vật khác.
C. Hai quả cầu kim loại, không nhiễm điện, đặt gần nhau trong không khí.
D. Hai quả cầu thuỷ tinh, không nhiễm điện, đặt gần nhau trong không khí.
Họ và tên
Tiêu đề câu hỏi
Nội dung câu hỏi
a) Tính điện tích của tụ điện và cường độ điện trường trong tụ điện.
b) Sau đó, ngắt tụ điện ra khỏi nguồn điện và thay đổi khoảng cách d giữa hai bản. Hỏi ta sẽ tốn công khi tăng hay khi giảm d ?
Câu trả lời của bạn
a) Điện tích của tụ điện: \(Q = CU= 1000.10^{-12}.60=6.10^{-8} C\)
Cường độ điện trường trong tụ điện: \(E = \dfrac{U}{d}=\dfrac{60}{10^{-3}}= 6.10^{4} V/m\).
b) Khi tụ điện đã được tích điện thì giữa bản dương và bản âm có lực hút tĩnh điện. Do đó, khi đưa hai bản ra xa nhau (tăng d) thì ta phải tốn công chống lại lực hút tĩnh điện đó.
Công mà ta tốn đã làm tăng năng lượng của điện trường trong tụ điện.
Câu trả lời của bạn
Hiệu điện thế lớn nhất mà tụ điện chịu được:
\( U_{max} =E_{max}.d\)
Với Emax = 3.106 V/m ; d = 1 cm = 10-2 m thì Umax = 30000 V.
Điện tích tối đa mà tụ điện có thể tích được :
\(Q_{max} = CU_{max} = 12.10^{-7} C.\) ( Với C= 40 pF = 40.10-12 F)
a) Tính điện tích của giọt dầu.
b) Đột nhiên đổi dấu của hiệu điện thế. Hiện tượng sẽ xảy ra như thế nào ? Tính gia tốc của giọt dầu. Lấy g = 10 m/s2.
Câu trả lời của bạn
a) Trọng lượng của giọt dầu : \(P = \dfrac{4}{3}\pi {r^3}\rho g\)
Lực điện tác dụng lên giọt dầu:\({F_d} = |q|E = |q|{\dfrac{U}{d}}\).
Lực điện cân bằng với trọng lượng: Fđ= P hay \(P = \dfrac{4}{3}\pi {r^3}\rho g = \left| q \right|{\dfrac{U}{d}}\)
Suy ra:
\(\left| q \right| = {\dfrac{4\pi {r^3}\rho dg}{3U}} \approx {23,8.10^{ - 12}}C\)
Vì trọng lực hướng xuống, nên lực điện phải hướng lên. Mặt khác bản phía trên của tụ điện là bản dương, nên điện tích của giọt dầu phải là điện tích âm: Bỏ qua lực đẩy Acsimet của không khí.
b) Nếu đột nhiên đổi dấu mà vẫn giữ nguyên độ lớn của hiệu điện thế thì lực điện tác dụng lên giọt dầu sẽ cùng phương, cùng chiều và cùng độ lớn với trọng lực. Như vậy, giọt dầu sẽ chịu tác dụng của lực 2P và nó sẽ có gia tốc 2g = 20 m/s2.
Câu trả lời của bạn
Ta có: \(F = k{\dfrac{|q_1q_2|}{ r^2}}\)
Câu trả lời của bạn
Đặt U = 200 V, C1 = 20 μF và Q là điện tích của tụ lúc đầu :
\(Q = C_1U = 20.10^{-6}.200 = 4.10^{-3} C\)
Gọi Q1, Q2 là điện tích của mỗi tụ, U’ là hiệu điện thế giữa hai bản của chúng (Hình 6.1G).
Ta có :
\(Q_1 = C_1U’\)
\(Q_2=C_2U’\)
Theo định luật bảo toàn điện tích :
\( Q= Q_1+Q_2\) hay\( Q=(C_1+C_2)U'\)
Với Q = 4.10-3 C
C1 + C2 = 30 μF
Thì hiệu điện thế giữa hai bản của mỗi tụ điện sau khi nối với nhau:
\(\eqalign{
& U' = \dfrac{Q}{C_1 + C_2} = \dfrac{4.{10}^{ - 3}}{30.{10}^{ - 6}} = \dfrac{400}{3}V \approx 133V \cr & {Q_1} = {20.10^{ - 6}}.{\dfrac{400}{3}} \approx {2,67.10^{ - 3}}C \cr& {Q_2} = {10.10^{ - 6}}.{\dfrac{400}{3}} \approx {1,33.10^{ - 3}}C \cr}\)
Câu trả lời của bạn
Ta có: Cường độ điện trường tại một điểm là đại lượng đặc trưng cho tác dụng lực của điện trường tại điểm đó. Nó được xác định bằng thương số của độ lớn của lực điện F tác dụng lên một điện tích thử q (q dương) đặt tại điểm đó và độ lớn của q
Câu trả lời của bạn
Ta có: \( V= Ed\) => \(V_M < V_N\) . Do Q âm nên \(V < 0\)
Câu trả lời của bạn
Biểu thức định nghĩa điện dung của tụ điện: \(C=\dfrac{Q}{U}\)
Câu trả lời của bạn
K là một thanh nhựa và K hút được cả q lẫn q’ => K không nhiễm điện
Câu trả lời của bạn
Các điện tích đó bao gồm một điện tích dương, một điện tích âm.
a) Xác định cường độ điện trường tại điểm C với CA = 3 cm và CB = 4 cm.
b) Xác định điểm D mà tại đó cường độ điện trường bằng 0.
Câu trả lời của bạn
a) Nhận xét thấy AB2 = CA2 + CB2. Do đó, tam giác ABC vuông góc ở C.
Vectơ cường độ điện trường do q1 gây ra ở C có phương nằm dọc theo AC, chiều hướng ra xa q1 và cường độ là :
\({E_1} = k{\dfrac{|q_1|}{AC^2}} = {9.10^9}.{\dfrac{9.10^{ - 8}}{9.10^{ - 4}}} = {9.10^5}V/m\)
Vectơ cường độ điện trường do q2 gây ra ở C có phương nằm dọc theo BC, chiều hướng về q2 và cường độ :
\({E_2} = k{\dfrac{|q_2|}{BC^2}} = {9.10^9}.{\dfrac{16.10^{ - 8}}{16.10^{ - 4}}} = {9.10^5}V/m\)
Vectơ cường độ điện trường tổng hợp tại C là :
\(\overrightarrow {{E_C}} = \overrightarrow {{E_1}} + \overrightarrow {{E_2}} \)
Hình bình hành mà hai cạnh là hai vectơ \(\overrightarrow {{E_1}} \) và \(\overrightarrow {{E_2}} \) trở thành một hình vuông mà \(\overrightarrow {{E_C}} \) nằm dọc theo đường chéo qua C.
Vậy :
\(\eqalign{
& {E_C} = {E_1}\sqrt 2 = 9\sqrt 2 {.10^5}V/m \cr
& {E_C} \approx {12,7.10^5}V/m \cr} \)
Ec ≈ 12,7.105 V/m Phương và chiều của vectơ \(\overrightarrow {{E_C}} \) được vẽ trên Hình I.2G.
b) Tại D ta có \(\overrightarrow {{E_D}} = \overrightarrow {{E_1}} + \overrightarrow {{E_2}} = \overrightarrow 0 \)
hay \(\overrightarrow {{E_1}} = - \overrightarrow {{E_2}} \)
Hai vectơ \(\overrightarrow {{E_1}} \) và \(\overrightarrow {{E_2}} \) có cùng phương, ngược chiều và cùng cường độ. Vậy điểm D phải nằm trên đường thẳng AB và ngoài đoạn AB. Vì |q2| > |q1| nên D phải nằm xa hơn (Hình I.3G).
Đặt DA = x và AB = a = 5 cm ; ta có:
\({E_1} = k{\dfrac{|q_1|}{x^2}};{E_2} = k{\dfrac{|q_2|}{(a + x)^2}};\)
Với E1 = E2 thì (a + x)2|q1| = x2|q2|
\(\eqalign{
& (a + x)\sqrt {\left| {{q_1}} \right|} = x\sqrt {\left| {{q_2}} \right|} \cr
& (a + x)\sqrt {{{9.10}^{ - 8}}} = x\sqrt {{{16.10}^{ - 8}}} \cr
& 3(a + x) = 4x \cr
& x = 3a = 15cm \cr} \)
Ngoài ra còn phải kể đến tất cả các điểm nằm rất xa hai điện tích q1 và q2.
a) Tính lực hút của hạt nhân lên electron này.
b) Tính chu kỳ quay của electron này quanh hạt nhân.
Cho điện tích của electron là -1,6.10-19 C; khối lượng của electron là 9,1.10-31kg.
Câu trả lời của bạn
a) Lực hút của hạt nhân lên electron:
\(F = k{\dfrac{2e^2}{r^2}} = \dfrac{9.10^9.{2.1,6}^2.10^{ - 38}}{1,18^2.10^{ - 20}} \approx {33,1.10^{ - 9}}N\)
b) Lực điện đóng vai trò của lực hướng tâm.
\(\eqalign{
& F = mr{\omega ^2} = mr.{{4{\pi ^2}} \over {{T^2}}} \cr
& T = 2\pi \sqrt {{{mr} \over F}} = 2\pi \sqrt {{{{{9,1.10}^{ - 31}}{{.1,18.10}^{ - 10}}} \over {{{33,1.10}^{ - 9}}}}} \cr
& T \approx {3,55.10^{ - 16}}s \cr}\)
Câu trả lời của bạn
Ta có: \(A=qU\)
Công AMN của lực điện sẽ càng lớn nếu hiệu điện thế UMN càng lớn.
a) Các điện tích này phải sắp xếp như thế nào?
b) Biết AB = a. Tính BC theo a.
c) Tính q theo q0.
Câu trả lời của bạn
a) Mỗi điện tích chịu tác dụng của hai lực. Muốn hai lực này cân bằng nhau thì chúng phải có cùng phương, ngược chiều và cùng cường độ. Như vậy, ba điểm A, B, C phải nằm trên cùng một đường thẳng.
Điện tích âm q0 phải nằm xen giữa hai điện tích dương và phải nằm gần điện tích có độ lớn q.
b) Đặt BC = x và AB = a. Ta có AC = x – a.
Cường độ của lực mà điện tích q tác dụng lên q0 là :
\({F_{BC}} = k{\dfrac{qq_0}{x^2}}\)
Cường độ của lực mà điện tích 2q tác dụng lên q0 là :
\({F_{AC}} = k{\dfrac{2qq_0}{(a - x)^2}}\)
Với FBC = FAC thì ta có:
\(\dfrac{1}{x^2} = \dfrac{2}{(a - x)^2}\)
Giải ra ta được \(x = a(\sqrt 2 - 1)\). Vậy \(BC = a(\sqrt 2 - 1) \approx 0,414a\)
c) Xét sự cân bằng của điện tích q.
Cường độ của lực mà điện tích 2q tác dụng lên q là :
\({F_{AB}} = k{\dfrac{2q^2}{a^2}}\)
Cường độ của lực mà điện tích q0 tác dụng lên q là :
\({F_{CB}} = k{\dfrac{q_0q}{x^2}}\)
Vì FAB = FCB nên ta có:
\(\dfrac{2|q|}{a^2} = \dfrac{|q_0|}{x^2}\)
\(\eqalign{
& \left| q \right| = {\dfrac{a^2}{2x^2}}\left| {{q_0}} \right| = {1 \over {2{{\left( {\sqrt 2 - 1} \right)}^2}}}\left| {{q_0}} \right| \approx 2,91\left| {{q_0}} \right| \cr
& q \approx - 2,91{q_0} \cr} \)
a) Êlectron bắt đầu đi vào điện trường của tụ điện ở bản dương hay bản âm ?
b) Tính hiệu điện thế giữa hai bản của tụ điện. Bỏ qua động năng ban đầu của êlectron khi bắt đầu đi vào điện trường trong tụ điện.
Cho điện tích của êlectron là - l,6.10-10 C.
c) Khoảng cách giữa hai bản tụ điện là 1 cm. Tính cường độ điện trường trong tụ điện.
Câu trả lời của bạn
a) Muốn được tăng tốc thì electron phải được bắn từ bản âm đến bản dương của tụ điện (Hình I.4G).
b) Công của lực điện bằng độ tăng động năng của electron:
\(A = W_đ – W_{d0} = 40.10^{-20}– 0 = 40.10^{-20}J\).
Mặt khác, ta lại có: \(A = eU \)
\(A = -1,6.10^{-19}U\)
=> \( -1,6.10^{-19}U = 40.10^{-20}\)
=>\(U= 2,5V\)
Vậy hiệu điện thế giữa hai bản của tụ điện: 2,5 V
c) Cường độ điện trường trong tụ điện:
\(E = \dfrac{U}{d} = \dfrac{2,5}{1.10^{ - 2}} = 250V/m\).
a) Hãy tính năng lượng toàn phần của êlectron của nguyên tử hiđrô khi nó đang chuyển động trên quỹ đạo quanh hạt nhân. Tại sao năng lượng này có giá trị âm ?
b) Cho rằng êlectron chuyển động tròn đều quanh hạt nhân trên quỹ đạo có bán kính 5,29.10-11 m. Tính động năng của êlectron và thế năng tương tác của nó với hạt nhân.
c) Tính điện thế tại một điểm trên quỹ đạo của êlectron.
Câu trả lời của bạn
a) Công mà ta phải tốn trong sự ion hoá nguyên tử hiđrô đã làm tăng năng lượng toàn phần của hệ êlectron và hạt nhân hiđrô (bao gồm động năng của êlectron và thế năng tương tác giữa êlectron và hạt nhân).
Vì năng lượng toàn phần ở xá'vô cực bằng không nên năng lượng toàn phần của hộ lúc ban đầu, khi chưa bị ion hoá, sẽ có độ lớn bằng năng lượng ion hoá, nhưng ngược dấu :
\(W_{tp} = -W_{ion} = -13,53 eV\)
\(= - 13,53.1,6.10^{-19}= -21,65.10^{-19} J\)
b) Năng lượng toàn phần của hệ gồm động năng của electron và thế năng tương tác giữa electron và hạt nhân :
\({{\rm{W}}_{tp}} = {{\rm{W}}_d} + {{\rm{W}}_t} = \dfrac{mv^2}{2} + {{\rm{W}}_t}\) (1)
Thế năng Wt của electron trong điện trường của hạt nhân có giá trị âm. Chắc chắn độ lớn của Wt lớn hơn độ lớn của động năng, nên năng lượng toàn phần có giá trị âm.
Lực điện do hạt nhân hút electron đóng vai trò lực hướng tâm :
\(k{\dfrac{|e^2|}{r^2}} = \dfrac{mv^2}{r}\)
Động năng của electron là :
\({{\rm{W}}_đ} = \dfrac{mv^2}{2} = k{\dfrac{|e^2|}{2r}} = {21,78.10^{ - 19}}J\)
Thế năng của electron là :
\(\eqalign{
& {W_t} = {{\rm{W}}_{tp}} - {{\rm{W}}_d} \approx - {21,65.10^{ - 19}} - {21,78.10^{ - 19}} = - {43,43.10^{ - 19}}J \cr
& \cr} \)
c) Ta có hệ thức Wt= - V.e hay \(V = - \dfrac{W_t}{e}\)
với Wt = - 43,43.10-19 J và -e = -1.6.10-19 C thì V = 27,14.
V là điện thế tại một điểm trên quỹ đạo của electron.
Câu trả lời của bạn
Điện tích của tụ điện \(Q = CU\)
Số electron di chuyển đến bản âm của tụ điện :
\(n = {Q \over e} = {{CU} \over e} = 6,{75.10^3}electron\)
Câu trả lời của bạn
\(U = {Q \over C} = 17,2V.\)
Câu trả lời của bạn
\(\varepsilon = {{{{9.10}^9}.4\pi dC} \over S} = 5,3.\)
Câu trả lời của bạn
Điện dung của bộ tụ điện: \(C = {Q \over U} = 40\mu F.\)
Vì các tụ điện được ghép song song nên: \(C = {C_1} + {C_2} + {C_3} = 2{C_3}.\)
Do đó:
\(\eqalign{
& {C_3} = {C \over 2} = 20\mu F; \cr
& {C_1} = {C_2} = 10\mu F. \cr} \)
0 Bình luận
Để lại bình luận
Địa chỉ email của hạn sẽ không được công bố. Các trường bắt buộc được đánh dấu *