Bài giảng Chuyên đề Vật lý 11 - Chương 1: Chủ đề 4

Bài giảng chương 1 chủ đề 4 trang bị cho học sinh kiến thức cơ bản về tụ điện. Sau khi học xong chủ đề này học sẽ hiểu điện tụ điện là gì, điện tích của tụ điện, đại lượng đặc trưng của tụ điện, ghép tụ điện,... Mời các bạn cùng tham khảo để biết thêm chi tiết.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Chuyên đề Vật lý 11 - Chương 1: Chủ đề 4Vu Dinh Hoang - lophocthem.com - 01689.996.187 CHỦ ĐỀ 4. TỤ ĐIỆNI. KIẾN THỨC Vu Dinh Hoang - lophocthem.com - 01689.996.187 CHỦ ĐỀ 4. TỤ ĐIỆN I. KIẾN THỨC ε .ε o .S ε .S C= = - Điện dung của tụ điện phẳng: d 9.109.4.π .d 1 F 1 9 N.m2 εo = ≈ 8,85.10−12 ( ) k= = 9.10 ( 2 )Trong đó: 9 9.10 .4.π m ; 4.π.ε o C Q C= Lưu ý: Trong công thức U, ta thường lầm tưởng C là đại lượng phụ thuộcvào Q, phụ thuộc vào U. Nhưng thực tế C KHÔNG phụ thuộc vào Q và U. 4. Ghép tụ điện. Vu Dinh Hoang - lophocthem.com - 01689.996.187 CHỦ ĐỀ 4. TỤ ĐIỆN I. KIẾN THỨC Q2 1 W= = Q.U5. Điện trường trong tụ điện mang một năng lượng là: 2.C 2 =cu^2/2 - Điện trường trong tụ điện là điện trường đều. - Công thức liên hệ giữa cường độ điện trường E bên trong tụ điện, hiệu điện thế U E=U và khoảng cách d giữa hai bản là: d - Nếu cường độ điện trường trong lớp điện môi vượt quá một giá trị giới hạn Emaxthì lớp điện môi trở thành dẫn điện và tụ điện sẽ bị hỏng. Như vậy, hiệu điện thế giữahai bản tụ điện không được vượt quá giới hạn được phép: Umax = Emax.d Vu Dinh Hoang - lophocthem.com - 01689.996.187 CHỦ ĐỀ 4. TỤ ĐIỆN II. MỘT SỐ DẠNG BÀI TOÁNBÀI TOÁN 1: TÌM CÁC ĐẠI LƯỢNG THƯỜNG GẶPVận dụng công thức. Q C=Điện dung của tụ điện: U (1) 1 Q2 1 1 W= = Q.U = C.U 2Năng lượng của tụ điện: 2 C 2 2 ε .ε o .S ε .S C= =Điện dung của tụ điện phẳng: d 9.109.4.π .d (2)Trong đó S là diện tích của một bản (là phần đối diện với bản kia)Đối với tụ điện biến thiên thì phần đối diện của hai bản sẽ thay đổi.Công thức (2) chỉ áp dụng cho trường hợp chất điện môi lấp đầy khoảng không giangiữa hai bản. Nếu lớp điện môi chỉ chiếm một phần khoảng không gian giữa hai bản thìcần phải phân tích, lập luận mới tính được điện dung C của tụ điện. Vu Dinh Hoang - lophocthem.com - 01689.996.187 CHỦ ĐỀ 4. TỤ ĐIỆN II. MỘT SỐ DẠNG BÀI TOÁNBÀI TOÁN 2: GHÉP TỤ ĐIỆN – TỤ BỊ ĐÁNH THỦNG - Vận dụng các công thức tìm điện dung (C), điện tích (Q), hiệu điện thế (U) của tụđiện trong các cách mắc song song, nối tiếp. - Nếu trong bài toán có nhiều tụ được mắc hổn hợp, ta cần tìm ra được cách mắctụ điện của mạch đó rồi mới tính toán. - Khi tụ điện bị đánh thủng, nó trở thành vật dẫn ( dây dẫn). - Sau khi ngắt tụ điện khỏi nguồn và vẫn giữ tụ điện đó cô lập thì điện tích Q của tụđó vẫn không thay đổi.*Đối với bài toán ghép tụ cần lưu ý hai trường hợp: + Nếu ban đầu các tụ chưa tích điện, khi ghép nối tiếp thì các tụ điện có cùngđiện tích và khi ghép song song các tụ điện có cùng một hiệu điện thế. + Nếu ban đầu tụ điện (một hoặc một số tụ điện trong bộ) đã được tích điệncần áp dụng định luật bảo toàn điện tích (Tổng đại số các điện tích của hai bản nối vớinhau bằng dây dẫn được bảo toàn, nghĩa là tổng điện tích của hai bản đó trước khi nối Vu Dinh Hoang - lophocthem.comvới nhau bằng tổng điện tích của chúng sau khi nối). - 01689.996.187 CHỦ ĐỀ 4. TỤ ĐIỆNVÍ DỤ MINH HỌAVD1. Một tụ điện có điện dung 500 (pF) được mắc vào hiệu điện thế 100 (V). Điện tíchcủa tụ điện là:A. q = 5.104 (μC). B. q = 5.104 (nC). C. q = 5.10-2 (μC). D. q = 5.10-4 (C). HD. Áp dụng công thức tính điện tích của tụ điện q = C.U với C = 500 (pF) = 5.10-10 (F) và U= 100 (V). Điện tích của tụ điện là q = 5.10-8 (C) = 5.10-2 (μC).VD2. Một tụ điện phẳng gồm hai bản có dạng hình tròn bán kính 3 (cm), đặt cáchnhau 2 (cm) trong khôn ...