Tụ điện là gì ? Cách giải bài tập về Tụ điện hay, chi tiết nhất

A. Tóm tắt lý thuyết

1. Tụ điện:

• Định nghĩa: 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.

• Tụ điện dùng để chứa điện tích.

• Tụ điện phẵng gồm hai bản kim loại phẳng đặt song song với nhau và ngăn cách nhau bằng một lớp điện môi.

• Kí hiệu tụ điện

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

Độ lớn điện tích trên mỗi bản của tụ điện khi đã tích điện gọi là điện tích của tụ điện.

2. Điện dung của tụ:

• Định nghĩa: Điện dung 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.

• Đơn vị: Fara (F)

1μF = 10^-6F

1nF = 10^-9F

1pF = 10^-12F

• Các loại tụ điện: tụ không khí, tụ giấy, tụ sứ…

• Tụ có điện dung thay đổi gọi là tụ xoay.

• Trên vỏ tụ thường ghi 1 cặp số.

VD: 10μF - 250V: trong đó 10μF là điện dung của tụ

250V là giá trị giới hạn của hiệu điện thế có thể đặt vào tụ. Quá giới hạn đó, tụ có thể bị hỏng.

• Năng lượng của điện trường trong tụ:

B. Kỹ năng giải bài tập

- Áp dụng công thức của tụ điện: 

- Công thức tính năng lượng của tụ:

C. Bài tập trắc nghiệm

Câu 1: Tụ điện là

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

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

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

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

Hướng dẫn:

Chọn B.

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

Câu 2: Để tích điện cho tụ điện, ta phải:

A. mắc vào hai đầu tụ một hiệu điện thế.

B. cọ xát các bản tụ với nhau.

C. đặt tụ gần vật nhiễm điện.

D. đặt tụ gần nguồn điện.

Hướng dẫn:

Chọn A.

Để tích điện cho tụ điện, ta phải mắc vào hai đầu tụ một hiệu điện thế.

Câu 3: Trong các nhận xét về tụ điện dưới đây, nhận xét nào không đúng?

A. Điện dung đặc trưng cho khả năng tích điện của tụ.

B. Điện dung của tụ càng lớn thì tích được điện lượng càng lớn.

C. Điện dung của tụ có đơn vị là Fara (F).

D. Hiệu điện thế càng lớn thì điện dung của tụ càng lớn.

Hướng dẫn:

Chọn D.

Điện dung của tụ không phụ thuộc vào hiệu điện thế giữa hai bản.

Câu 4: Nếu hiệu điện thế giữa hai bản tụ tăng 2 lần thì điện dung của tụ

A. tăng 2 lần.                 B. giảm 2 lần.

C. tăng 4 lần.                 D. không đổi.

Hướng dẫn:

Chọn D.

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.

Câu 5: Trong các công thức sau, công thức không phải để tính năng lượng điện trường trong tụ điện là

A. W = Q²/(2C).                 B. W = QU/2.

C. W = CU²/2.                 D. W = C²/(2Q).

Hướng dẫn:

Công thức tính năng lượng của tụ:

Câu 6: Một tụ có điện dung 2 μF. Khi đặt một hiệu điện thế 4 V vào 2 bản của tụ điện thì tụ tích được một điện lượng là

A. 2.10^-6 C.                 B. 16.10^-6 C.

C. 4.10^-6 C.                 D. 8.10^-6 C.

Hướng dẫn:

Chọn D.

Điện tích Q = CU = 2.10^-6.4 = 8.10^-6C

Câu 7: Đặt vào hai đầu tụ một hiệu điện thế 10 V thì tụ tích được một điện lượng 20.10^-9 C. Điện dung của tụ là

A. 2 μF.                 B. 2 mF.

C. 2 F.                D. 2 nF.

Hướng dẫn:

Điện dung 

Câu 8: Để tụ tích một điện lượng 10 nC thì đặt vào hai đầu tụ một hiệu điện thế 2V. Để tụ đó tích được điện lượng 2,5 nC thì phải đặt vào hai đầu tụ một hiệu điện thế

A. 500 mV.                 B. 0,05 V.

C. 5V.                 D. 20 V.

Hướng dẫn:

Chọn A.

Hiệu điện thế:

⇒ U₂ = 0,5(V) = 500mV

Câu 9: Hai đầu tụ 20 μF có hiệu điện thế 5V thì năng lượng tụ tích được là

A. 0,25 mJ.                 B. 500 J.

C. 50 mJ.                 D. 50 μJ.

Hướng dẫn:

Chọn A.

Năng lượng của tụ:

Câu 10: Hai tụ điện chứa cùng một lượng điện tích thì

A. chúng phải có cùng điện dung.

B. hiệu điện thế giữa hai bản của tụ điện phải bằng nhau.

C. tụ điện nào có điện dung lớn hơn, sẽ có hiệu điện thế giữa hai bản lớn hơn.

D. tụ điện nào có điện dung lớn hơn, sẽ có hiệu điện thế giữa hai bản nhỏ hơn.

Hướng dẫn:

Chọn D.

Hiệu điện thế giữa hai bản tụ điện U = Q/C

⇒ Q như nhau thì tụ nào có C lớn hơn thì U nhỏ hơn.

Câu 11: Năng lượng điện trường trong tụ điện.

A. tỉ lệ với hiệu điện thế giữa hai bản tụ.

B. tỉ lệ với điện tích trên tụ.

C. tỉ lệ với bình phương hiệu điện thế giữa hai bản tụ.

D. tỉ lệ với hiệu điện thế giữa hai bản tụ và điện tích trên tụ.

Hướng dẫn:

Chọn C.

Năng lượng của điện trường trong tụ:

⇒ Năng lượng điện trường trong tụ điện tỉ lệ với bình phương hiệu điện thế giữa hai bản tụ.

Câu 12: Một tụ điện được tích điện bằng một hiệu điện thế 10 V thì năng lượng của tụ là 10 mJ. Nếu muốn năng lượng của tụ là 22,5 mJ thì hai bản tụ phải có hiệu điện thế là

A. 15 V.                 B. 7,5 V.

C. 20 V.                 D. 40 V.

Hướng dẫn:

Chọn A.

Năng lượng của điện trường trong tụ: