Bài 6. Tụ điện

Vì hai bản kim loại phẳng đặt song song và mang điện tích trái dấu nên điện trường giữa hai bản kim loại là điện trường đều.

Áp dụng định lí biến thiên động năng, ta có:

\(W_{\text{đ}2}=W_{\text{đ}1}+A\)

\(\Rightarrow\dfrac{mv_2^2}{2}=\dfrac{mv_1^2}{2}+q.E.d\)

Vận tốc đầu v₁ = 0 \(\Rightarrow\dfrac{mv_2^2}{2}=qEd\)

Vận tốc của hạt mang điện khi đập vào bản âm:

\(v_2=\sqrt{\dfrac{2qEd}{m}}=\sqrt{\dfrac{2.1,5.10^{-2}.3.10^3.0,02}{4,5.10^{-6}.10^{-3}}}=2.10^4\) m/s

Võ Thị Minh Thư

Đáp án bài này là :

0,03 m²

q=UCq=UC

đây là tụ phẳng và điện môi của không khí ta lấy bằng 1 nên C=S/4.pi.k.d suy ra S=C.4.pi.k.d

mà c=Q/u=Q/E.d thay vào S=Q..4.pi.k/E

thay số S=5,2.10^-9.4.3,14.9.10⁹/20000=0,03(m²)

khi bạn ngắt tụ ra khỏi nguồn thì áp dụng định luật bảo toàn điện tích cho hệ là tụ điện nên ta có : \(Q\) không đổi

nhưng khi vẩn nối tụ với nguồn ta nhúng tụ vào chất điện môi khác hoặc đưa 2 bản tụ ra xa thì : \(\varepsilon\) thay đổi và \(d\) thay đổi

ta lại có \(Q=C.U\) mà trong đó \(U\) không đổi ; \(C=\dfrac{\varepsilon s}{4k\pi d}\)thay đổi

\(\Rightarrow Q\) thay đổi

Trước khi nối ta có
q1 = C1.U1 = 2.10^-6.300 = 6.10^-4 (C)
q2 = C2.U2 = 3.10^-6.450 = 13,5.10^-4 (C)
a) Khi nối 2 bản tích điện cùng dấu với nhau thì sau khi cân bằng 2 tụ sẽ mang điện tích bằng nhau và bằng 1 nửa tổng điện tích ban đầu
=> q1' = q2' = (q1+q2)/2 = 9,75.10^-4 (C)
=> U1' = q1'/C1 = 487,5 (V)
U2' = q2'/C2 = 325 (V)
b) Khi nối 2 bản tích điện trái dấu với nhau thì sau khi cân bằng 2 tụ điện sẽ mang điện tích bằng nhau và bằng nửa hiệu 2 điện tích ban đầu
=> q1'' = q2'' = (q2 - q1)/2 = 3,75.10^-4 (C)
=> U1'' = q1''/C1 = 187,5 (V)
U2'' = q2''/C2 = 125 (V)

Đổi C₁=2uF=2.10^-6F ; C₂=3uF=3.10^-6F

Điện tích tụ điện 1 là C₁=Q₁/U₁ suy ra Q₁=C₁.U₁= 2.10^-6.300=6.10^-4C

Điện tích tụ điện 2 là C₂=Q₂/U₂ suy ra Q₂=C₂.U₂= 3.10^-6.450=1,35.10^-3C

a,Nối 2 bản tích điện cùng dấu với nhau thì suy ra mạch điện nối song song.Ta có C_bộ =C₁+C₂=6.10^-4+1,35.10^-3=1,95.10^-3C

Ta lại có U=Q₁+Q₂/C1+C₂=Q₁+Q₂/C_bộ=2.10^-6+3.10^-6/1,95.10^-3=2,56.10^-3V

b,Nối 2 bản tích điện trái dấu với nhau thì suy ra mạch điện nối nối tiếp

Ta có U=U₁+U₂=300+450=750V

https://vi.wikipedia.org/wiki/K%C3%BD_hi%E1%BB%87u_%C4%91i%E1%BB%87n

Để chứng minh công thức trên thì ta tính theo định nghĩa: \(V=\dfrac{W_t}{q}\) (điện thế tại 1 điểm bằng thế năng tĩnh điện gây ra tại điện tích đặt ở điểm đó chia cho độ lớn điện tích).

Xét quả cầu có điện tích q đặt cách quả cầu Q một khoảng R.

Thế năng tĩnh điện do Q gây ra tại q là: \(W_t=\dfrac{kQq}{\varepsilon R}\)

Điện thế do Q gây ra tại vị trí q là: \(V=\dfrac{W_t}{q}=\dfrac{kQ}{\varepsilon R}\)

Bài này dễ ợt à, chỉ áp dụng công thức là xong:

Điện tích của tụ: \(Q=C.U=5.60=300\mu C\)

Ta có: C=\(\frac{Q}{U}\)

\(\Rightarrow\) Q=U*C=100*500*10^-12

^{\(\Rightarrow\)} Q=5*10^{-8 (C)}