Hướng dẫn giải Bài 6. Tụ điện sgk Vật Lí 11. Nội dung bài Giải bài 1 2 3 4 5 6 7 8 trang 33 sgk Vật Lí 11 bao gồm đầy đủ phần lý thuyết, câu hỏi và bài tập, đi kèm công thức, định lí, chuyên đề có trong SGK để giúp các em học sinh học tốt môn vật lý 11, ôn thi tốt nghiệp THPT quốc gia.
LÍ THUYẾT
TỤ ĐIỆN
I. Tụ điện
1. Tụ điện là gì?
– Tụ điện là một hệ hai vật dẫn đặt gần nhau và ngăn cách nhau bằng một lớp cách điện. Mỗi vật dẫn đó gọi là một bản của tụ điện.
– Nó dùng để chứa điện tích.
– Tụ điện được dùng phổ biến là tụ điện phẳng. Cấu tạo của tụ điện phẳng gồm hai bản kim loại phẳng đặt song song với nhau và ngăn cách nhau bằng một lớp điện môi.
– Trong mạch điện, tụ điện được biểu diễn bằng kí hiệu vẽ trên Hình 6.1.
2. Cách tích điện cho tụ điện
– Muốn tích điện cho tụ điện, người ta nối hai bản của tụ điện với hai cực của nguồn điện [Hình 6.2].
– Bản nối cực dương sẽ tích điện dương, bản nối cực âm sẽ tích điện âm.
– Độ lớn điện tích trên mỗi bản của tụ điện khi đã tích điện gọi là điện tích của tụ điện.
II. Điện dung của tụ điện
1. Định nghĩa
Điện tích Q mà một tụ điện nhất định tích được tỉ lệ thuận với hiệu điện thế U đặt giữa hai bản của nó.
\[Q = CU\] hay \[C=\dfrac{Q}{U}\] [6.1]
Đại lượng C được gọi là điện dung của tụ điện. Nó đặc trưng cho khả năng tích điện của tụ điện ở một hiệu điện thế nhất định. Thật vậy, dưới một hiệu điện thế U nhất định, tụ có điện dung C sẽ tích được điện tích Q lớn.
Vậy : Điện dung của tụ điện được xác định bằng thương số của điện tích của tụ điện và hiệu điện thế giữa hai bản của nó.
2. Đơn vị điện dung
Trong công thức [6.1] nếu Q đo bằng đơn vị Cu-lông [C], U đo bằng đơn vị là Vôn [V] thì C đo bằng đơn vị fara [kí hiệu là F].
Fara là điện dung của một tụ điện mà nếu đặt giữa hai bản của nó hiệu điện thế 1 V thì nó tích được điện tích 1 C.
Các tụ điện thường dùng chỉ có điện dung từ 10-12 F đến 10-6 F. Vì vậy ta thường dùng các ước của fara:
1 micrôfara [kí hiệu là μF] = 1.10-6 F.
1 nanôfara [kí hiệu là nF] = 1.10-9 F.
1 picôfara [kí hiệu là pF] = 1.10-12 F.
3. Các loại tụ điện
+ Người ta lấy tên của lớp điện môi để đặt tên cho tụ điện : tụ không khí, tụ giấy, tụ mica, tụ sứ, tụ gốm,…
+ Người ta còn chế tạo tụ điện có điện dung thay đổi được [còn gọi là tụ xoay ].
4. Năng lượng của điện trường trong tụ điện
Người ta chứng minh được công thức tính năng lượng của điện trường trong tụ điện:
\[W=\dfrac{Q^2}{2C}=\dfrac{CU^2}{2}\]
CÂU HỎI [C]
Trả lời câu hỏi C1 trang 30 Vật Lý 11
Sau khi tích điện cho tụ điện, nếu nối hai bản bằng một dây dẫn thì sẽ xảy ra hiện tượng gì?
Trả lời:
Sau khi tích điện cho tụ điên, nếu nối hai bản bằng một dây dẫn thì các electron sẽ chạy theo dây dẫn từ bản tụ âm sang bản tụ dương. Do đó, điện tích trên hai bản mất dần đi và hai bản trở nên trung hòa về điện [hiện tượng nhiễm điện do tiếp xúc].
CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP
Dưới đây là phần Hướng dẫn Giải bài 1 2 3 4 5 6 7 8 trang 33 sgk Vật Lí 11 đầy đủ và ngắn gọn nhất. Nội dung chi tiết bài giải [câu trả lời] các câu hỏi và bài tập các bạn xem sau đây:
❓
1. Giải bài 1 trang 33 Vật Lý 11
Tụ điện là gì? Tụ điện phẳng có cấu tạo như thế nào?
Trả lời:
Tụ điện là một hệ hai vật dẫn đặt gần nhau và ngăn cách nhau bằng một lớp cách điện. Nó dùng để chứa điện tích. Có nhiệm vụ tích và phóng điện trong mạch điện.
Tụ điện được dùng phổ biến là tụ điện phẳng. Cấu tạo của tụ điện phẳng gồm hai bản kim loại phẳng đặt song song với nhau và ngăn cách nhau bằng một lớp điện môi.
Ký hiệu tụ điện trong mạch điện: $C$
2. Giải bài 2 trang 33 Vật Lý 11
Làm thế nào để tích điện cho tụ điện ? Người ta gọi điện tích của tụ điện là điện tích của bản nào ?
Trả lời:
– Muốn tích điện cho tụ điện, người ta nối hai bản của tụ điện với hai cực của nguồn điện. Bản nối cực dương sẽ tích điện dương, bản nối cực âm sẽ tích điện âm. Điện tích của hai bản có độ lớn bằng nhau nhưng trái dấu.
– Người ta gọi điện tích của bản dương là điện tích của tụ điện.
3. Giải bài 3 trang 33 Vật Lý 11
Điện dung của tụ điện là gì?
Trả lời:
Điện dung của tụ điện được xác định bằng thương số của điện tích của tụ điện và hiệu điện thế \[C=\dfrac{Q}{U}\]
Đơn vị của điện dung: Fara [F]
Nó đặc trưng cho khả năng tích điện của tụ điện ở một hiệu điện thế nhất định.
4. Giải bài 4 trang 33 Vật Lý 11
Năng lượng của một tụ điện tích điện là dạng năng lượng gì ?
Trả lời:
Năng lượng của một tụ điện tích điện là dạng năng lượng của điện trường trong tụ điện [gọi là năng lượng điện trường] và có biểu thức là:
\[W=\dfrac{Q^{2}}{2C}\]
?
1. Giải bài 5 trang 33 Vật Lý 11
Gọi Q, C và 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.
Bài giải:
Điện dung C của tụ điện là đại lượng đặc trưng cho khả năng tích điện ở một hiệu điện thế nhất định. Điện dung C không phụ thuộc vào Q và U.
⇒ Đáp án D.
2. Giải bài 6 trang 33 Vật Lý 11
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
Bài giải:
Ta có: Dung dịch muối ăn là chất dẫn điện ⇒ Giữa hai bản kim loại là một lớp giấy tẩm dung dịch muối ăn ta không có một tụ điện.
⇒ Đáp án C.
3. Giải bài 7 trang 33 Vật Lý 11
Trên vỏ tụ điện có ghi 20 μF – 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.
Bài giải:
Từ các thông số trên vỏ tụ điện, ta có:
– Điện dung của tụ điện: \[C=20 \mu F\]
– Điện áp cực đại tụ [điện áp giới hạn để tụ không bị đánh thủng] \[U_{max}=200V\]
a] Khi nối hai bản của tụ điện với hiệu điện thế \[U=120V\]
⇒ Điện tích của tụ điện:
\[Q = CU = {20.10^{ – 6}}.120 = {24.10^{ – 4}}\left[ C \right]\]
b] Điện áp cực đại tụ [điện áp giới hạn để tụ không bị đánh thủng] là \[U_{max}=200V\]
⇒ Điện tích tối đa mà tụ điện tích được:
\[{Q_{\max }} = C{U_{m{\rm{ax}}}} = {20.10^{ – 6}}.200 = {4.10^{ – 3}}\left[ C \right]\]
4. Giải bài 8* trang 33 Vật Lý 11
Tích điện cho một tụ điện có điện dung 20 μF 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 ∆q = 0,001q từ bản dương sang bản âm.
c] Xét lúc điện tích của tụ điện chỉ còn bằng \[\frac{q}{2}\]. Tính công mà điện trường trong tụ điện sinh ra khi phóng điện tích ∆q như trên từ bản dương sang bản âm lúc đó.
Bài giải:
a] Điện tích q của tụ:
\[q = CU = 20.10^{-6}.60 = 12.10^{-4}C\].
b] Công mà điện trường trong tụ sinh ra:
\[A = \Delta q.U = 0,001q.U = {0,001.12.10^{ – 4}}.60\]
\[= {72.10^{ – 6}}\left[ J \right]\]
c] Điện tích của tụ:
\[q’ = \displaystyle{q \over 2} = {{{{12.10}^{ – 4}}} \over 2} = {6.10^{ – 4}}C\]
\[\Rightarrow \Delta q’ = 0,001q’ = {0,001.6.10^{ – 4}} \\= {6.10^{ – 7}}C\]
⇒ Công mà lực điện trường trong tụ điện sinh ra:
\[A’ = \Delta q’.U = {6.10^{ – 7}}.60 = {36.10^{ – 6}}\left[ J \right]\].
Bài trước:
- Giải bài 1 2 3 4 5 6 7 8 9 trang 28 29 sgk Vật Lí 11
Bài tiếp theo:
- Giải bài 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 trang 44 45 sgk Vật Lí 11
Xem thêm:
Trên đây là phần Hướng dẫn Giải bài 1 2 3 4 5 6 7 8 trang 33 sgk Vật Lí 11 đầy đủ, ngắn gọn và dễ hiểu nhất. Chúc các bạn làm bài môn Vật lý 11 tốt nhất!
“Bài tập nào khó đã có giaibaisgk.com“