Xem toàn bộ tài liệu Lớp 11: tại đây

Bài 1. Bộ tụ điện gồm hai tụ điện: C₁ = 20 (μF), C₂ = 30 (μF) mắc song song với nhau, rồi mắc vào hai cực của nguồn điện có hiệu điện thế U = 60 (V). Điện tích của mỗi tụ điện là:

A. Q₁= 3.10^-3C và Q₂= 3.10^-3C

B. Q₁= 1,2.10^-3C và Q₂= 1,8.10^-3C

C. Q₁= 1,8.10^-3C và Q₂= 1,2.10^-3C

D. Q₁= 7,2.10^-4C và Q₂= 7,2.10^-4C

Đáp án: B

Bộ tụ điện gồm các tụ điện mắc song song thì hiệu điện thế được xác định: U = U₁ = U₂.

– Điện tích của mỗi tụ điện là Q = CU, suy ra Q₁= 1,2.10^-3C và Q₂= 1,8.10^-3C

Bài 2. Phát biểu nào sau đây là đúng

A. Sau khi nạp điện, tụ điện có năng lượng, năng lượng đó tồn tại dưới dạng hoá năng.

B. Sau khi nạp điện, tụ điện có năng lượng, năng lượng đó tồn tại dưới dạng cơ năng.

C. Sau khi nạp điện, tụ điện có năng lượng, năng lượng đó tồn tại dưới dạng nhiệt năng.

D. Sau khi nạp điện, tụ điện có năng lượng, năng lượng đó là năng lượng của điện trường trong tụ điện.

Đáp án: D

Năng lượng trong tụ điện là năng lượng điện trường. Sau khi nạp điện, tụ điện có năng lượng, năng lượng đó là năng lượng của điện trường trong tụ điện.

Bài 3. Một tụ điện có điện dung C, được nạp điện đến hiệu điện thế U, điện tích của tụ là Q. Công thức xác định mật độ năng lượng điện trường trong tụ điện là:

Đáp án: D

Công thức xác định mật độ năng lượng điện trường là

Bài 4. Một tụ điện có điện dung C = 6 (μF) được mắc vào nguồn điện 100 (V). Sau khi ngắt tụ điện khỏi nguồn, do có quá trình phóng điện qua lớp điện môi nên tụ điện mất dần điện tích. Nhiệt lượng toả ra trong lớp điện môi kể từ khi bắt đầu ngắt tụ điện khỏi nguồn điện đến khi tụ phóng hết điện là:

A. 0,3 (mJ)

B. 30 (kJ)

C. 30 (mJ)

D. 3.10⁴ (J)

Đáp án: C

Khi tụ điện phóng hết điện thì năng lượng của tụ điện đã chuyển hoàn toàn thành nhiệt năng.

Nhiệt lượng toả ra trong lớp điện môi bằng năng lượng của tụ điện:

, với C = 6 (μF) = 6.10^-6(C) và U = 100 (V)

Ta tính được W = 0,03 (J) = 30 (mJ).

Bài 5. Một tụ điện có điện dung C = 5 (μF) được tích điện, điện tích của tụ điện bằng 10^-3 (C). Nối tụ điện đó vào bộ acquy suất điện động 80 (V), bản điện tích dương nối với cực dương, bản điện tích âm nối với cực âm của bộ acquy. Sau khi đã cân bằng điện thì

A. Năng lượng của bộ acquy tăng lên một lượng 84 (mJ).

B. Năng lượng của bộ acquy giảm đi một lượng 84 (mJ).

C. Năng lượng của bộ acquy tăng lên một lượng 84 (kJ).

D. Năng lượng của bộ acquy giảm đi một lượng 84 (kJ).

Đáp án: A

– Một tụ điện có điện dung C = 5 (μF) = 5.10^-6 (C) được tích điện, điện tích của tụ điện là q = 10^-3 (C). Hiệu điện thế giữa hai bản cực của tụ điện là U = q/C = 200 (V).

– Bộ acquy suất điện động E = 80 (V), nên khi nối tụ điện với bộ acquy sao cho bản điện tích dương nối với cực dương, bản điện tích âm nối với cực âm của bộ acquy, thì tụ điện sẽ nạp điện cho acquy. Sau khi đã cân bằng điện thì hiệu điện thế giữa hai bản tụ bằng suất điện động của acquy.

Phần năng lượng mà acquy nhận được bằng phần năng lượng mà tụ điện đã bị giảm .

Bài 6. Một tụ điện không khí phẳng mắc vào nguồn điện có hiệu điện thế U = 200 (V). Hai bản tụ cách nhau 4 (mm). Mật độ năng lượng điện trường trong tụ điện là:

A. W = 1,105.10^-8 (J/m³)

B. W = 11,05.10^-8 (J/m³)

C. W = 8,842.10^-8 (J/m³)

D. W = 88,42.10^-8 (J/m³)

Đáp án: B

Mật độ năng lượng điện trường trong tụ điện

U = 200 (V) và d = 4 (mm), suy ra w = 11,05.10^-3 (J/m³) = 11,05 (mJ/m³).

Bài 7. Hai bản của một tụ điện phẳng là hình tròn, tụ điện được tích điện sao cho điện trường trong tụ điện bằng E = 3.10⁵ (V/m). Khi đó điện tích của tụ điện là Q = 100 (nC). Lớp điện môi bên trong tụ điện là không khí. Bán kính của các bản tụ là:

A. R = 11 (cm)

B. R = 22 (cm)

C. R = 11 (m)

D. R = 22 (m)

Đáp án: A

Áp dụng các công thức:

– Điện dung của tụ điện phẳng:

– Mối liên hệ giữa hiệu điện thế và cường độ điện trường: U = E.d

– Điện tích của tụ điện: q = CU.

Bài 8. Có hai tụ điện: tụ điện 1 có điện dung C₁ = 3 (μF) tích điện đến hiệu điện thế U₁ = 300 (V), tụ điện 2 có điện dung C₂ = 2 (μF) tích điện đến hiệu điện thế U₂ = 200 (V). Nối hai bản mang điện tích cùng tên của hai tụ điện đó với nhau. Hiệu điện thế giữa các bản tụ điện là:

A. U = 200(V)

A. U = 260(V)

A. U = 300(V)

A. U = 500(V)

Đáp án: B

Khi nối hai bản mang điện tích cùng tên của hai tụ điện đó với nhau thì điện tích của bộ tụ điện bằng tổng điện tích của hai tụ điện: Q_b = Q₁ + Q₂ = C₁U₁ + C₂U₂ = 13.10^-4 (C).

Điện dung của bộ tụ điện là C_b = C₁ + C₂ = 5 (μF) = 5.10^-6 (C).

Mặt khác ta có q_b = C_b.U_b suy ra U_b = q_b/C_b = 260 (V).

Bài 9. Có hai tụ điện: tụ điện 1 có điện dung C₁ = 3 (μF) tích điện đến hiệu điện thế U₁ = 300 (V), tụ điện 2 có điện dung C₂ = 2 (μF) tích điện đến hiệu điện thế U₂ = 200 (V). Nối hai bản mang điện tích cùng tên của hai tụ điện đó với nhau. Nhiệt lượng tỏa ra sau khi nối là:

A. 175 (mJ)

B. 169.10^-3 (mJ)

C. 6 (mJ)

D. 6 (J)

Đáp án: C

– Năng lượng của mỗi tụ điện trước khi nối chúng với nhau lần lượt là:

Khi nối hai bản mang điện tích cùng tên của hai tụ điện đó với nhau thì điện tích của bộ tụ điện bằng tổng điện tích của hai tụ điện: Q_b = Q₁ + Q₂ = C₁U₁ + C₂U₂ = 13.10^-4 (C).

Điện dung của bộ tụ điện là C_b = C₁ + C₂ = 5 (μF) = 5.10^-6 (C).

Suy ra: Năng lượng của bộ tụ điện sau khi nối với nhau là:

Nhiệt lượng toả ra khi nối hai tụ điện với nhau là: ΔW = W₁ + W₂ – W_b = 6.10^-3 (J) = 6 (mJ).

Bài 10. Một tụ điện phẳng có điện dung C, được mắc vào một nguồn điện, sau đó ngắt khỏi nguồn điện. Người ta nhúng hoàn toàn tụ điện vào chất điện môi có hằng số điện môi ε. Khi đó điện tích của tụ điện

A. Không thay đổi

B. Tăng lên ε lần

C. Giảm đi ε lần

D. Thay đổi ε lần

Đáp án: C

– Một tụ điện phẳng có điện dung C, được mắc vào một nguồn điện, sau đó ngắt khỏi nguồn điện. Người ta nhúng hoàn toàn tụ điện vào chất điện môi có hằng số điện môi ε. Khi đó tụ điện cô lập về điện nên điện tích của tụ điện không thay đổi.

– Điện dung của tụ điện được tính theo công thức: nên điện dung của tụ điện tăng lên ε lần.

– Hiệu điện thế giữa hai bản cực của tụ điện được tính theo công thức: U = q/C với q = hằng số, C tăng ε lần suy ra hiệu điện thế giảm đi ε lần.

Bài 11. Tìm phát biểu sai

A. Điện dung của tụ điện đặc trưng cho khả năng tích điện của tụ điện ở một hiệu điện thế nhất định

B. tụ điện là dụng cụ thường dùng để tích và phóng điện trong mạch

C. Tụ điện là một hệ hai vật dẫn đặt gần nhau và cách nhau bởi một lớp cách điện

D. Điện tích Q mà tụ điện tích được tỉ lệ nghịch với hiệu điện thế đặt giữa hai bản của nó

Đáp án: D

Đại lượng đặc trưng của tụ điện là điện dung của tụ. Điện dung C 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 đo bằng thương số của điện tích Q của tụ với hiệu điện thế U giữa hai bản của nó.

Lưu ý: Trong công thức

, ta thường lầm tưởng C là đại lượng phụ thuộc vào Q, phụ thuộc vào U. Nhưng thực tế C KHÔNG phụ thuộc vào Q và U.

Nhưng Q = C.U, do đó điện tích Q mà tụ điện tích được tỉ lệ thuận với hiệu điện thế đặt giữa hai bản của nó.

Bài 12. Trường hợp nào dưới đây tạo thành một tụ điện?

A. Hai bản bằng nhôm phẳng đặt song song giữa hai bản là một lớp giấy tẩm dung dịch NaOH

B. Hai bản bằng nhựa phẳng đặt song song giữa hai bản là một lớp giấy tẩm paraphin

C. Hai bản bằng nhôm phẳng đặt song song giữa hai bản là một lớp giấy tẩm paraphin

D. Hai bản bằng thủy tinh phẳng đặt song song giữa hai bản là một lớp giấy tẩm dung dịch muối ăn.

Đáp án: C

Tụ điện là một hệ gồm hai vật dẫn đặt gần nhau và cách điện với nhau. Tụ điện thường dùng là tụ điện phằng. Dung dịch NaOH và muối ăn và chất dẫn điện nên không thể đặt trong lòng giữa hai vật dẫn kim loại để tạo thành tụ điện được.

Bài 13. Công thức nào sau đây không phải là công thức xác định năng lượng của tụ điện?

Đáp án: C

Năng lượng điện trường của tụ:

Bài 14. Một tụ điện có điện dung 2µF được tích điện ở hiệu điện thế U. Biết điện tích của tụ là 2,5.10^-4C. Hiệu điện thế U là:

A. 125V

B.50V

C.250V

D.500V

Đáp án: A

Bài 15. Một tụ điện có điện dung 2µF được tích điện ở hiệu điện thế 12V. Năng lượng điện trường dự trữ trong tụ điện là:

A. 144J

B. 1,44.10^-4J

C. 1,2.10^-5J

D. 12J

Đáp án: B

Bài 16. Trên vỏ một tụ điện có ghi 50µF-100V. Điện tích lớn nhất mà tụ điện tích được là:

A. 5.10^-4C

B. 5.10^-3C

C. 5000C

D. 2C

Đáp án: B

Hiệu điện thế lớn nhất mà tụ còn chịu được là: U_max= 100V

Điện tích của tụ điện:

Q = C.U ⇒ Q_max= C.U_max= 50.10^-6.100= 50.10^-3

Bài 17. Một tụ điện phẳng có điện dung 6µF. Sau khi được tích điện , năng lượng điện trường dự trữ trong tụ điện là 1,875.10^-3J. Điện tích của tụ điện là:

A. 1,06.10^-4C

B. 1,06.10^-3C

C. 1,5.10^-4C

D. 1,5.10^-3C

Đáp án: C

Bài 18. Một tụ điện phẳng có điện dung 4µF, khoảng cách giữa hai bản tụ là 1mm. Năng lượng điện trường dự trữ trong tụ điện có giá trị lớn nhất là 0,045J. Cường độ điện trường lớn nhất mà điện môi giữa hai bản tụ còn chịu được là:

A. 1,5.10⁵V/m

B. 1,5.10⁴V/m

C. 2,25.10⁴V/m

D. 2,25.10⁵V/m

Đáp án: A

Năng lượng dự trữ trong tụ điện:

Vì C không đổi nên (U_maxlà hiệu điện thế lớn nhất mà tụ còn chịu được)

Bài 19. Một tụ điện phẳng có điện dung 4,8nF được tích điện ở hiệu điện thế 200V thì số electron đã di chuyển đến bản tích điện âm của tụ điện là:

A. 4.10¹²

B. 4.10²¹

C. 6.10²¹

D. 6.10¹²

Đáp án: D

Điện tích của tụ điện là Q = C.U = 4,8.10^-9.200 = 9,6.10^-7C. Khi được tích điện, hai bản của tụ điện phẳng mang điện tích trái dấu cùng độ lớn. Điện tích bản âm của tụ là –Q = -9,6.10^-7C. Số electron đã di chuyển đến bản tích điện âm của tụ điện là:

Bài 20. Tụ điện có điện dung C₁ = 2µF được tích điện ở hiệu điện thế 12V. Tụ điện có điện dung C₂ = 1µF được tích điện ở hiệu điện thế 15V . Sau đó ngắt hai tụ điện ra khỏi nguồn điện và mắc các bản cùng dấu của hai tụ với nhau. Điện tích của mỗi tụ sau khi nối là:

A. Q’₁=2,6C; Q’₂=1,3C

B. Q’₁=2,6.10^-5C; Q’₂=1,3.10^-5C

C. Q’₁=2,4.10^-5C; Q’₂=1,5.10^-5C

D. Q’₁=2,4C; Q’₂=1,5C

Đáp án: A

Khi mắc các bản cùng dấu của hai tụ điện với nhau (hình vẽ), điện tích tổng cộng trên hai bản dương là Q = Q₁ + Q₂ = C₁U₁ + C₂U₂ = 2.12 + 1.15 = 39μC = 39.10^-6C. Sau khi ngắt hai tụ điện ra khỏi nguồn điện và mắc các bản cùng dấu của hai tụ với nhau, ta có: U’₁ = U’₂ Độ lớn điện tích của mỗi bản tụ sau khi nối là Q’₁ và Q’₂ Định luật bảo toàn điện tích:

Bài 21. Một tụ điện phẳng được mắc vào hai cực của một nguồn điện có hiệu điện thế 50 (V). Ngắt tụ điện ra khỏi nguồn rồi kéo cho khoảng cách giữa hai bản tụ tăng gấp hai lần thì

A. Điện tích của tụ điện không thay đổi.

B. Điện tích của tụ điện tăng lên hai lần.

C. Điện tích của tụ điện giảm đi hai lần.

D. Điện tích của tụ điện tăng lên bốn lần.

Đáp án: A

Một tụ điện phẳng được mắc vào hai cực của một nguồn điện có hiệu điện thế 50 (V). Ngắt tụ điện ra khỏi nguồn rồi kéo cho khoảng cách giữa hai bản tụ tăng gấp hai lần thì điện tích của tụ điện không thay đổi còn điện dung của tụ điện giảm đi 2 lần.

Bài 22. Một tụ điện phẳng được mắc vào hai cực của một nguồn điện có hiệu điện thế 50 (V). Ngắt tụ điện ra khỏi nguồn rồi kéo cho khoảng cách giữa hai bản tụ tăng gấp hai lần thì hiệu điện thế giữa hai bản tụ có giá trị là:

A. U = 50 (V)

B. U = 100 (V)

C. U = 150 (V)

D. U = 200 (V)

Đáp án: B

Ngắt tụ điện ra khỏi nguồn rồi kéo cho khoảng cách giữa hai bản tụ tăng gấp hai lần thì điện tích của tụ điện không thay đổi còn điện dung của tụ điện giảm đi 2 lần, suy ra hiệu điện thế giữa hai bản tụ tăng lên 2 lần: U = 100 (V).

Bài 23. Hai tụ điện có điện dung C₁ = 0,4 (μF), C₂ = 0,6 (μF) ghép song song với nhau. Mắc bộ tụ điện đó vào nguồn điện có hiệu điện thế U < 60 (V) thì một trong hai tụ điện đó có điện tích bằng 3.10^-5 (C). Hiệu điện thế của nguồn điện là:

A. U = 75 (V)

B. U = 50 (V)

C. U = 7,5.10^-5 (V)

D. U = 5.10^-4 (V)

Đáp án: B

-Xét tụ điện C₁= 0,4 (μF) = 4.10^-7 (C) được tích điện q = 3.10^-5 (C) ta suy ra U = q/C = 75 (V).

– Xét tụ điện C₂ = 0,6 (μF) = 6.10^-7 (C) được tích điện q = 3.10^-5 (C) ta suy ra U = q/C = 50 (V).

– Theo bài ra U < 60 (V) suy ra hiệu điện thế U = 50 (V) thoả mãn. Vậy hiệu điện thế của nguồn điện là U = 50 (V).

Bài 24. Bộ tụ điện gồm ba tụ điện: C₁ = 10 (μF), C₂ = 15 (μF), C₃ = 30 (μF) mắc nối tiếp với nhau. Điện dung của bộ tụ điện là:

A. C_b = 5 (μF).

B. C_b = 10 (μF).

C. C_b = 15 (μF).

D. C_b = 55 (μF).

Đáp án: A

Áp dụng công thức tính điện dung của bộ tụ điện mắc nối tiếp:

Bài 25. Bộ tụ điện gồm ba tụ điện: C₁ = 10 (μF), C₂ = 15 (μF), C₃ = 30 (μF) mắc song song với nhau. Điện dung của bộ tụ điện là:

A. C_b = 5 (μF).

B. C_b = 10 (μF).

C. C_b = 15 (μF).

D. C_b = 55 (μF).

Đáp án: D

Áp dụng công thức tính điện dung của bộ tụ điện mắc song song:

Bài 26. Bộ tụ điện gồm hai tụ điện: C₁ = 20 (μF), C₂ = 30 (μF) mắc nối tiếp với nhau, rồi mắc vào hai cực của nguồn điện có hiệu điện thế U = 60 (V). Điện tích của bộ tụ điện là:

A. Q_b= 3.10^-3C

B. Q_b= 1,2.10^-3C

C. Q_b= 1,8.10^-3C

D. Q_b= 7,2.10^-4C

Đáp án: D

-Điện dung của bộ tụ điện là: C_b = 12 (μF) = 12.10^-6 (F).

– Điện tích của bộ tụ điện là Q_b = C_b.U, với U = 60 (V).

Suy ra Q_b = 7,2.10^-4 (C).

Bài 27. Bộ tụ điện gồm hai tụ điện: C₁ = 20 (μF), C₂ = 30 (μF) mắc nối tiếp với nhau, rồi mắc vào hai cực của nguồn điện có hiệu điện thế U = 60 (V). Điện tích của mỗi tụ điện là:

A. Q₁= 3.10^-3C và Q₂= 3.10^-3C

B. Q₁= 1,2.10^-3C và Q₂= 1,8.10^-3C

C. Q₁= 1,8.10^-3C và Q₂= 1,2.10^-3C

D. Q₁= 7,2.10^-4C và Q₂= 7,2.10^-4C

Đáp án: D

-Điện dung của bộ tụ điện là: C_b = 12 (μF) = 12.10^-6 (F).

– Điện tích của bộ tụ điện là Q_b = C_b.U, với U = 60 (V).

Suy ra Q_b = 7,2.10^-4 (C).

– Các tụ điện mắc nối tiếp với nhau thì điện tích của bộ tụ điện bằng điện tích của mỗi thụ thành phần: Q_b = Q₁ = Q₂ = ……= Q_b.

Nên điện tích của mỗi tụ điện là Q₁ = 7,2.10^-4 (C) và Q₂ = 7,2.10^-4 (C).

Bài 28. Bộ tụ điện gồm hai tụ điện: C₁ = 20 (μF), C₂ = 30 (μF) mắc nối tiếp với nhau, rồi mắc vào hai cực của nguồn điện có hiệu điện thế U = 60 (V). Hiệu điện thế trên mỗi tụ điện là:

A. U₁= 60(V) và U₂= 60(V)

B. U₁= 15(V) và U₂= 45(V)

C. U₁= 45(V) và U₂= 15(V)

D. U₁= 30(V) và U₂= 30(V)

Đáp án: C

-Điện dung của bộ tụ điện là: C_b = 12 (μF) = 12.10^-6 (F).

– Điện tích của bộ tụ điện là Q_b = C_b.U, với U = 60 (V).

Suy ra Q_b = 7,2.10^-4 (C).

– Các tụ điện mắc nối tiếp với nhau thì điện tích của bộ tụ điện bằng điện tích của mỗi thụ thành phần: Q_b = Q₁ = Q₂= 7,2.10^-4.

Ta tính được: U1 = Q₁/C₁ = 45 (V) và U2 = Q₂/C₂ = 15 (V).

Bài 29. Bộ tụ điện gồm hai tụ điện: C₁ = 20 (μF), C₂ = 30 (μF) mắc song song với nhau, rồi mắc vào hai cực của nguồn điện có hiệu điện thế U = 60 (V). Hiệu điện thế trên mỗi tụ điện là:

A. U₁= 60(V) và U₂= 60(V)

B. U₁= 15(V) và U₂= 45(V)

C. U₁= 45(V) và U₂= 15(V)

D. U₁= 30(V) và U₂= 30(V)

Đáp án: A

Bộ tụ điện gồm các tụ điện mắc song song thì hiệu điện thế được xác định: U = U₁ = U₂.