BÀI TẬP TỤ ĐIỆN VẬT LÝ LỚP 11

Jose Mourinho

Tel : 0979.31.41.02

11- LÝ 2018

TỤ ĐIỆN - NĂNG LƯỢNG ĐIỆN TRƯỜNG

.

I. TỤ ĐIỆN

.

Tụ điện là một hệ 2 vật dẫn đặt gần nhau và ngăn cách nhau bằng một lớp cách điện .
( lớp cách điện có thể là chân không hoặc chất điện môi )
Chức năng tụ điện là : Tích điện và Phóng điện.
ĐIỆN DUNG 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 xác định
Q
và được đo bằng thương số
và kí hiệu là C.
U
Q
C   Q  C.U
U
Đơn vị : F (fara)  1F  103 mF  10 6 F  109 nF  1012 pF
Hình dạng tụ điện
+) Tụ điện phẳng.
+) Tụ điện cầu.
+) Tụ điện trụ .

Các loại tụ điện

Tụ điện Lây–đen: (cổ xưa nhất ) 2 lá nhôm hoặc thiếc làm 2 bản, chai thủy tinh làm điện môi
Tụ điện giấy : có 2 bản là 2 lá nhôm hoặc thiếc..ở giữa có điện môi là parafin
Tụ điện mica : có các bản làm bằng nhôm hoặc thiếc, lớp điện môi bằng mica
 Tụ điện sứ : 2 bản cực được làm bằng bạc,lớp điện môi bằng sứ.
Tụ điện hóa : có các bản cực là nhôm và lớp điện môi là oxitnhom
Tụ điện xoay: 2 tấm kim loại đặt cách điện với nhau, 1 tấm cố định 1 tấm có thể xoay quanh trục

II. CÔNG THỨC TÍNH ĐIỆN DUNG CỦA TỤ ĐIỆN PHẲNG
+
+
+
S
V1

 .S
 .S
C

4 .k .d 4 .9.10 9.d
C:
:
S:
d:

là điện dung (F)
hằng số điện môi giữa 2 bản tụ
diện tích của 2 tấm kim loại đối diện (m2)
khoảng cách giữa 2 bản tụ (m)

 TỤ ĐIỆN MẮC NỐI TIẾP
1
1
1
1
.


 .... 
Cb C1 C 2
Cn
+) Điện Tích của n tụ : Qb  Q1  Q2  ....  Qn .
+) Hiệu điện thế n tụ : Ub = U1 +U2+…..+Un.

+) Điện dung của n tụ :

Jose Mourinho | Tel 0979.31.41.02

+

C1

-

C2

+ - +

C3

-

d
d

S
V2



+

Cn

-

..

A B
+ -

 Cb < C1 , C2 , ……..< Cn

VẬT LÍ


Jose Mourinho

Tel : 0979.31.41.02

11- LÝ 2018

TỤ ĐIỆN MẮC SONG SONG

+

+) Điện dung của n tụ : Cb =C1+C2+C3+…….+Cn .
+) Điện tích của n tụ : Qb=Q1+Q2+……….+ Qn.
+) Hiệu điện thế n tụ : Ub = U1 = U2 = ……Un
Cb > C1 >C2 >………>Cn

A

.+

+

C1

-

C2

-

+

.B

Cn

III. NĂNG LƯỢNG TỤ ĐIỆN
W

1
1
Q2
QU  CU 2 
2
2
2C

+) Điện trường trong tụ điện là điện trường đều.
+) Công thức liên hệ giữa E , U và d trong tụ điện là E 

U
d

 .E 2 .V
Năng lượng điện trường tụ điện phẳng : W 
( J ) Với V=S.d (thể tích)
k .8
E 2
+) Mật độ năng lượng điện trường : w 
(J/m3)
k .8
+) Nếu cường độ điện trường vượt quá giới hạn Emax thì lớp điện môi bị đánh thủng

 Lớp điện môi trở thành dẫn điện  tụ điện bị hỏng (đánh thủng) Nên : U max  Emax .d

Nhận xét

+) Khi nối tụ với nguồn : U = không đổi.
+) Khi ngắt tụ khỏi nguồn : Q= không đổi.

TRẮC NGHIỆM
Câu 1. Một tụ điện có điện dung C  40F được nạp đến hiệu điện thế 90V. Sau đó người ta ngắt tụ ra khỏi
nguồn . Điện tích của tụ điện bao nhiêu ?
A. 3,6.10-4C.
B.36.10-4C.
C.7,2.10-4C.
D.72.10-4C.
Câu 2. Tụ điện phẳng không khí có điện dung 5nF . Cường độ điện trường lớn nhất mà tụ điện có thể chịu được
là 3.105V/m, khoảng cách giữa hai bản tụ điện là 2mm . Điện tích lớn nhất có thể tích được cho tụ điện bằng ?
A.2.10-6C.
B.2,5.10 -6C.
C.3.10-6C.
D.4.10-6C.
Câu 3. Một tụ điện phẳng được mắc vào nguồn điện có hiệu điện thế 50V . Ngắt tụ điện ra khỏi nguồn rồi kéo
cho khoảng cách của hai bản tụ tăng gấp hai lần . Hiệu điện thế của tụ điện khi đó bằng ?
A.50V.
B.100V.
C.120V.
D.220V.
Câu 4. Điện dung của ba ghép nối tiếp với nhau là C1=20pF, C2=10pF, C3=30pF . Tính điện dung của bộ tụ
điện đó ?
A.5pF.
B.7pF.
C.6pF.
D.5,6pF.

Câu 5. Hai tụ điện có điện dung C1=0,4 F , C2=0,6 F ghép song song với nhau . Mắc bộ tụ điện đó vào nguồn
điện có hiệu điện thế U< 60V thì một trong hai tụ điện có điện tích bằng 3.10-5C . Tính điện áp U và giá trị điện
tích kia ?
A.55V;2.10-5C.
B.52V;2.10-6.
C.50V; 2.10-5C.
D.53V;2.10-6C.
Jose Mourinho | Tel 0979.31.41.02

VẬT LÍ


Jose Mourinho

Tel : 0979.31.41.02

11- LÝ 2018

Câu 6. Một tụ điện phẳng có điện dung 7nF chứa đầy điện môi . Diện tích mỗi bản bằng 15cm2 và khoảng cách
giữa hai bản bằng 10-5 m . Hằng số điện môi của chất điện môi trong tụ điện bằng bao nhiêu ?
A.5.
B.5,3.
C.2.
D.2,3.
Câu 7. Một tụ điện có điện dung 24nF được tích đến hiệu điện thế 450V thì có bao nhiêu electron chuyển đến
bản tích điện âm của tụ điện ?
A.6,75.1012 electron.
B.6,75.1013 electron.
C.6.1013electron.
D.6.1012electron.

Câu 8. Cho hai tụ điện có điện dung C1  2F , C2  3F được mắc nối tiếp , tích điện cho bộ tụ điện trên bằng
nguồn điện có điện áp 50V . Điện tích và điện áp của các tụ điện trong bộ bằng ?
A. Q1  Q2  60C;U1  30V ;U 2  20V .
B. Q1  40C; Q2  60C;U1  20V ;U 2  30V .
C. Q1  Q2  50C;U1  30V ;U 2  30V .

D. Q1  30C; Q2  50C;U1  20V ;U 2  20V .

Câu 9. Cho bốn tụ điện được mắc thành bộ theo hình vẽ bên biết C1  1F , C2  C3  3F . Khi nối hai điểm
C1

A,B với nguồn điện thì tụ điện C1 có điện tích Q1  6C và cả bộ tụ điện
có điện tích Qbo  15,6C . Hiệu điện thế đặt vào bộ tụ điện và điện dung

A

.

.
C3

C4 có giá trị bao nhiêu ?
A.9V; C4=2 C .

B.8V ; C4=3 C .

C2

C.10V ; 4 C .

B

C4

D.6V ; C4=5 C .

Câu 10. Có ba tụ điện có điện dung lần lượt là C1  3nF , C2  2nF , C3  20nF được mắc như hình vẽ bên . Nối
bộ tụ điện với hai cực một nguồn điện có điện áp 30V . Điện tích và điện áp trên các tụ điện bằng ?
A. Q1  72nC; Q2  48nC; Q3  120nC;U1  U 2  24V ;U 3  6V .
C1
B. Q1  70nC; Q2  48nC; Q3  12nC;U1  U 2  4V ;U 3  6V .
C. Q1  60nC; Q2  24nC; Q3  10nC;U1  U 2  2V ;U 3  8V .
D. Q1  12nC; Q2  8nC; Q3  2nC;U1  3V ;U 2  2V ;U 3  10V .

M

.

.

C3

N

C2

Câu 11. Có hai tụ điện phẳng có điện dung là C1 =0,3nF, C2=0,6nF . Khoảng cách giữa d=2mm . Các tụ điện
chứa đầy chất điện môi có thể chịu được cường độ điện trường lớn nhất là 10 000V/m . Hai tụ điện đó được
ghép nối tiếp . Hỏi điện áp giới hạn đối với bộ tụ điện đó bằng bao nhiêu ?
A.10V.

B.20V.
C.40V.
D.30V.
Câu 12. Nối hai bản của một tụ điện phẳng với hai cực của nguồn điện . Sau đó ngắt tụ điện ra khỏi nguồn rồi
đưa vào giữa hai bản một chất điện môi có hằng số điện môi  . Hỏi điện tích q, điện dung C , điện áp U và
cường độ điện trường giữa hai bản tụ điện thay đổi như thế nào ?
A. C tăng , U giảm, E giảm.
B.C giảm , U tăng , E tăng.
C. C giảm, U giảm, E giảm.
D. C tăng, U tăng , E tăng.
Câu 13. Một tụ điện phẳng không khí có điện dung 40pF và khoảng cách giữa hai bản tụ là d=1cm , biết rằng
khi cường độ điện trường trong không khí lên đến 3.106V/m thì không khí trở nên dẫn điện. Tính điện tích tối
đa của tụ điện ?
A.1,2.10-7C.
B.2,5.10-7C.
C.12.10-7C.
D.25.10-7C.
Câu 14. Một tụ điện phẳng ở giữa là không khí , khoảng cách giữa hai bản tụ là d=1mm có điện dung 200pF
được mắc vào hai cực nguồn có điện áp U=5000V. Sau đó ngắt tụ điện ra khỏi nguồn và nhúng vào trong một
điện môi có   2 . Tính điện tích , điện dung và điện áp của tụ ?
A.10-6C; 400pF; 200V.
B.10-7C; 400pF; 200V.
C. 10-7C; 400pF; 300V.
D.10-6C; 400pF; 2500V.
Jose Mourinho | Tel 0979.31.41.02

VẬT LÍ


Jose Mourinho

Tel : 0979.31.41.02

Câu 15. Cho bộ tụ điện được mắc như hình vẽ bên với các
giá trị điện dung lần lượt bằng C1  4F , C2  1F ,

11- LÝ 2018

A

C1

.

C3  2F , C4  3F , C5  12F và điện áp UAB=120V , biết các dây

.M C .K

C3

2

.N C .H C
4

.B

5

nối và vật đẳng thế . Điện dung của bộ tụ điện có giá trị bằng ?

A.1 2F .
B. 3F .
C. 2F .

D. 6F .

Câu 16. Có bốn tụ điện C1  20F , C2  30F , C3  60F và C4 mắc như hình vẽ. Mắc A, B vào hiệu điện thế
50V thì điện tích của tụ Q1=600nC. Điện dung của bộ tụ và điện dung C4 bằng ?
A.Cbộ= 10 F . C4=12 F .

B. Cbộ= 12 F . C4=10 F .

C. Cbộ= 6 F . C4=12 F .

D. Cbộ= 12 F . C4=6 F .

A

.

C1

C2

C3

.

B

C4

Câu 17. Có bốn tụ điện có điện dung lần lượt là C1  10F , C2  6F , C3  3F , C4  8F và điện áp
UAB=20V . Điện dung tương đương và điện tích của hai tụ C2 , C3 trong trường hợp
K mở là ?
A
A. C=5 F ; Q2  Q3  20C.
B. C=25 F ; Q2  Q3  20C.
C. C=15 F ; Q2  Q3  12C.

K

.

C1

C2

C3

D. C=35 F ; Q2  Q3  12C.

.

B

M

C4

Câu 18. Cho bộ tụ điện được mắc như hình vẽ bên với các giá trị điện dung lần lượt bằng C1  4F , C2  1F ,
C3  2F , C4  3F , C5  12F và điện áp UAB=120V biết

các dây nối và vật đẳng thế . Điện tích của mỗi tụ điện
có giá trị bằng ?

A

.

C1

.M C .K
2

C3

.N C .H C
4

.B

5

A. Q1  Q5  240nC, Q2  40nC, Q3  80nC, Q4  120nC.

B. Q1  Q5  24C, Q2  4C, Q3  8C, Q4  12C.

C. Q1  Q5  5nC, Q2  7nC, Q3  6nC, Q4  3nC.

D. Q1  Q5  5C, Q2  7C, Q3  6C, Q4  3C.

Câu 19. Hai bản của một tụ điện phẳng là các hình tròn , tụ điện được tích điện sao cho điện trường trong tụ
điện bằng 3.105V/m , khi đó điện tích của tụ điện là 100nC . Bán kính của các bản tụ điện bằng , biết rằng bên
trong tụ điện là không khí ?
A.10cm.
B.8cm.
C.9cm.
D.11cm.
Câu 20. Có bốn tụ điện có điện dung lần lượt là C1  10F , C2  6F , C3  3F , C4  8F và điện áp
K

UAB=20V . Điện dung tương đương và điện tích của hai tụ C2 , C3 trong trường hợp
K đóng bằng ?
A. C=8 F ; Q2  60C; Q3  40C.
C. C=10 F ; Q2  40C; Q3  30C.

B. C=8,33 F ; Q2  60C; Q3  40C.
D. C=10 F ; Q2  30C; Q3  40C.

A

.

C1

C2

C3
M

.

B

C4

Jose Mourinho | Tel 0979.31.41.02

VẬT LÍ