Bài tập về Tụ điện

Kiến thức cần nhớ

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.

- Tụ điện là dụng cụ được dùng phổ biến trong các mạch điện xoay chiều và mạch vô tuyến điện, nó có nhiệm vụ tích và phóng điện trong mạch điện.

- Tụ điện phẳng gồm hai bản kim loại phẳng đặt song song với nhau (thường là hai tấm giấy thiếc, kẽm hoặc nhôm) và ngăn cách nhau bằng một lớp điện môi (lớp giấy tẩm một chất cách điện như parafin).

- Kí hiệu tụ điện

2. Cách tích điện cho tụ điện

- Cách tích điện cho tụ: Nối hai bản của tụ điện với hai cực của nguồn điện.

Tích điện cho tụ điện

- Do hai bản tụ đặt gần nhau nên có sự nhiễm điện do hưởng ứng, độ lớn điện tích trên 2 bản tụ bằng nhau nhưng trái dấu. Ta gọi điện tích của bản dương là điện tích của tụ điện.

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 $C=\frac{Q}{U}$

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 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

- Fara (F) là điện dung của một tụ điện mà nếu đặt giữa hai bản của nó hiệu điện thế 1V thì nó tích được điện tích 1C.

- Một số cách quy đổi:

+ (1 micrôfara)  = 1.10^-6 F

+ (1 nanôfara) 1 nF = 1.10^-9 F

+ (1 picôfara) 1pF = 1.10^-12 F

3. Các loại tụ điện

- Một số tụ điện thường gặp:

Tụ điện giấy

Tụ điện mica

Tụ gốm

- Mỗi tụ điện thường ghi cặp số liệu, ví dụ như 10  - 250 V.

+ Số 10  cho biết điện dung của tụ điện.

+ Số 250 V là giá trị giới hạn của hiệu điện thế có thể đặt vào hai cực của tụ. Vượt qua giới hạn đó tụ có thể bị hỏng.

- Người ta còn chế tạo một số loại tụ để thay đổi điện dung như tụ xoay

Tụ xoay

4. Năng lượng của điện trường trong tụ điện

- Khi tụ điện tích điện thì điện trường trong tụ điện sẽ dự trữ một năng lượng. Đó là năng lượng điện trường.

- Công thức điện trường: $W=\frac{Q^2}{2C}$ .

Các dạng bài tập vê Tụ điện

+ Điện dung của tụ điện:  $C = \frac{Q}{U}\notin Q, U$

+ Liên hệ U = Ed.

Bài tập tự luyện có hướng dẫn

Câu 1. Điện dung của tụ điện được xác định bằng biểu thức:

A. C = QU.

B. $C=\frac{Q}{U}$.

C. $C=\frac{U}{Q}$.

D. C = $\frac{2Q}{U}$.

Điện dung của tụ điện được xác định bằng biểu thức: $C=\frac{Q}{U}$

Đáp án đúng là B.

Câu 2. Một tụ có điện dung 2 μF. Khi đặt một hiệu điện thế 5 V vào 2 bản của tụ điện thì tụ tích được một điện lượng là

A. 2.10^-6 C.         

B. 2.10-5 C.          

C. 10^-6 C.             

D. 10^-5 C.

Q = CU = 2.10-6.5 = 10-5 C

Đáp án đúng là D.

Câu 3. Đặt vào hai đầu tụ một hiệu điện thế 5 V thì tụ tích được một điện lượng 10^-5 C. Điện dung của tụ là

A. 2 μF.                

B. 2 mF.               

C. 2 F.                           

D. 2 nF.

$C=\frac{Q}{U}=\frac{{10}^{-5}}{5}$= 2.10-6 F = 2 μF.

Đáp án đúng là A.

Câu 4. Bộ tụ điện gồm ba tụ điện: C₁ = 10 (μF), C₂ = 15 (μF), C₃ = 20 (μF) mắc song song với nhau. Điện dung của bộ tụ điện là:

A. 5 (μF).

B. 45 (μF).

C. 0,21 (μF).

D. 20 (μF).

Cb =  C1 + C2 + C3 = 45 μF

Đáp án đúng là B.

Câu 5. Nếu đặt vào hai đầu tụ một hiệu điện thế 5 V thì tụ tích được một điện lượng 2 μC. Nếu đặt vào hai đầu tụ một hiệu điện thế 10 V thì tụ tích được một điện lượng

A. 40 μC.             

B. 1 μC.               

C. 4 μC.               

D. 0,1 μC.

Từ biểu thức $U=\frac{Q}{C}$

Ta có $\frac{U_1}{U_2}=\frac{Q_1}{Q_2}\Rightarrow Q_2=\frac{U_2{Q}_1}{U_1}=\frac{{\mathrm{10.2.10}}^{-6}}{5}$ = 4.10-6 C = 4 μC.

Đáp án đúng là C.

Câu 6. Fara là điện dung của một tụ điện mà

A. giữa hai bản tụ có hiệu điện thế 1V thì nó tích được điện tích 1 C.

B. giữa hai bản tụ có một hiệu điện thế không đổi thì nó được tích điện 1 C.

C. giữa hai bản tụ có điện môi với hằng số điện môi bằng 1.

D. khoảng cách giữa hai bản tụ là 1 mm.

Fara là điện dung của một tụ điện mà giữa hai bản tụ có hiệu điện thế 1V thì nó tích được điện tích 1 C.

Đáp án đúng là A

Câu 7. Cặp số liệu ghi trên vỏ tụ điện cho biết điều gì?

A. Giá trị nhỏ nhất của điện dung và hiệu điện thế đặt vào hai cực của tụ.

B. Phân biệt được tên của các loại tụ điện.

C. Điện dung của tụ và giới hạn của hiệu điện thế đặt vào hai cực của tụ.

D. Năng lượng của điện trường trong tụ điện.

Cặp số liệu ghi trên vỏ tụ điện cho biết điện dung của tụ và giới hạn của hiệu điện thế đặt vào hai cực của tụ.

Đáp án đúng là C.

Câu 8. Tụ điện là

A. hệ thống hai vật dẫn đặt cách nhau một khoảng đủ xa.

B. hệ thống gồm hai vật đặt gần nhau và ngăn cách nhau bằng một lớp cách điện.

C. hệ thống gồm hai vật dẫn đặt gần nhau và ngăn cách nhau bằng một lớp cách điện.

D. hệ thống gồm hai vật dẫn đặt tiếp xúc với nhau và được bao bọc bằng điện môi.

Tụ điện là hệ thống gồm hai vật dẫn đặt gần nhau và ngăn cách nhau bằng một lớp cách điện.

Đáp án đúng là C.

Câu 9. Trường hợp nào sau đây ta không có một tụ điện?

A. Giữa hai bản kim loại là sứ.

B. Giữa hai bản kim loại là không khí.

C. Giữa hai bản kim loại là nước tinh khiết.

D. Giữa hai bản kim loại là dung dịch NaOH.

NaOH là chất dẫn điện, mà tụ điện là hệ thống gồm hai vật dẫn đặt gần nhau và ngăn cách nhau bằng một lớp cách điện.

Đáp án đúng là D.

Câu 10. Nếu hiệu điện thế giữa hai bản tụ tăng 4 lần thì điện dung của tụ

A. tăng 2 lần.                

B. giảm 2 lần.                

C. tăng 4 lần.                 

D. không đổi.

Điện dung của tụ điện không phụ thuộc vào hiệu điện thế giữa hai bản tụ nên nếu hiệu điện thế giữa hai bản tụ tăng 2 lần thì điện dung của tụ không đổi.

Đáp án đúng là D

Xem thêm các dạng câu hỏi và bài tập chi tiết khác:

30 Bài tập về Lực tương tác giữa hai điện tích (2024) có đáp án chi tiết nhất

30 Bài tập về Sóng ngang. Sóng dọc. Sự truyền năng lượng của sóng cơ (2024) có đáp án chi tiết nhất

30 Bài tập về Mô tả sóng (2024) có đáp án chi tiết nhất

30 Bài tập về Dao động tắt dần. Dao động cưỡng bức. Hiện tượng cộng hưởng (2024) có đáp án chi tiết nhất

30 Bài tập về Vận tốc, gia tốc trong dao động điều hòa (2024) có đáp án chi tiết nhất