Giải bài tập vật lí lớp 11 chân trời sáng tạo Bài 14 Tụ điện

MỞ ĐẦU

Câu hỏi: Màn hình cảm ứng (Hình 14.1) được sử dụng ngày càng phổ biến. Trong đó, màn hình cảm ứng điện dung (sử dụng tụ điện) hoạt động dựa vào khả năng nhường hoặc nhận điện tích của cơ thể con người khi có sự tiếp xúc với các thiết bị điện. Vậy, tụ điện là thiết bị có những đặc tính gì?

1. ĐIỆN MÔI TRONG ĐIỆN TRƯỜNG

Câu hỏi 1: Liệt kê một số vật liệu có tính cách điện trong đời sống.

2. TỤ ĐIỆN

Câu hỏi 2: Dựa vào cấu tạo của tụ điện ở Hình 14.4, hãy cho biết tụ điện có cho dòng điện một chiều đi qua không.

Luyện tập: Xét một tụ điện được tích điện. Khi thay đổi điện dung của tụ, hiệu điện thế và điện tích của tụ có thay đổi không trong các trường hợp sau?

a) Tụ vẫn còn được mắc vào nguồn điện một chiều.
b) Tụ đã được tháo ra khỏi nguồn điện trước khi thay đổi điện dung.

Vận dụng: Dựa vào sách, báo, internet, em hãy trình bày ngắn gọn vai trò của tụ điện trong màn hình cảm ứng điện dung của thiết bị điện thoại.

3. GHÉP TỤ ĐIỆN

Câu hỏi 3: Xét hai tụ điện có cùng điện dung lần lượt được mắc nối tiếp và song song để tạo ra hai bộ tu điện khác nhau. Hãy so sánh điện dung của hai bộ tụ điện trên với điện dung của mỗi tụ điện thành phần.

Luyện tập: Xét mạch điện như Hình 14.9. Biết hiệu điện thế giữa hai điểm A, B bằng 6V và điện dung của hai tụ điện lần lượt là $C_{1} = 2\mu F$ và $C_{2} = 4\mu F$. Xác định hiệu điện thế và điện tích trên mỗi tụ điện. Giả sử ban đầu các tụ chưa tích điện.

Vận dụng: Quan sát Hình 14.10 và cho biết:

a) giá trị điện dung của tụ điện.
b) ý nghĩa các thông số trên tụ điện.

BÀI TẬP

Bài 1: Xét tụ điện như Hình 14.10.

a) Tính điện tích cực đại mà tụ có thể tích được.
b) Muốn tích cho tụ điện một điện tích là $4,8.10^{-4}$ C thì cần phải đặt giữa hai bản tụ một hiệu điện thế là bao nhiêu?

Bài 2: Hai tụ điện có điện dung lần lượt là C₁ =0,5 $\mu F$ và C₂ =0,7 $\mu F$ được ghép song song rồi mắc vào nguồn điện có hiệu điện thế U < 60 V thì một trong hai tụ có điện tích 35 $\mu C$. Tính hiệu điện thế U của nguồn và điện tích của tụ còn lại.

Bài 3: Cho các tụ điện C₁ = C₂ = C₃ = C₄ =3,3 $\mu F$ được mắc thành mạch như Hình 14P.1. Xác định điện dung tương đương của bộ tụ.