Vật lí 11 Chân trời sáng tạo Bài 14: Tụ điện

Hình 14.1. Điện môi trước và sau khi đặt vào trong một điện trường

- Mỗi chất điện môi được đặc trưng bởi hằng số điện môi, kí hiệu là ε. Hằng số điện môi và điện trường giới hạn của một số chất điện môi được cho như sau

Bảng. Hằng số điện môi và điện trường giới hạn của một số điện môi

a. Khái niệm tụ điện

Hình 14.3. Một số loại tụ điện

- Tụ điện là một hệ thống hai vật dẫn đặt gần nhau và ngăn cách nhau bằng một lớp cách điện. Mỗi vật dẫn được gọi là một bản của tụ điện

b. Điện dung của tụ điện

- Điện dung của tụ điện là đại lượng đặc trưng cho khả năng tích điện của tụ điện, kí hiệu là C và được xác định bởi công thức

\(C = \frac{Q}{U}\)

- Đơn vị là fara (F)

a. Bộ tụ điện ghép nối tiếp

Hình 14.4. Tụ điện ghép nối tiếp

\(\begin{array}{l}
U = {U_1} + {U_2} + ... + {U_n}\\
Q = {Q_1} = {Q_2} = ... = {Q_n}\\
\frac{1}{{{C_b}}} = \frac{1}{{{C_1}}} + \frac{1}{{{C_2}}} + ... + \frac{1}{{{C_n}}}
\end{array}\)

b. Bộ tụ điện ghép song song

Hình 14.8. Tụ điện ghép song song

\(\begin{array}{l}
U = {U_1} = {U_2} = ... = {U_n}\\
Q = {Q_1} + {Q_2} + ... + {Q_n}\\
{C_b} = {C_1} + {C_2} + ... + {C_n}
\end{array}\)

Ví dụ 1: Phát biểu nào sau đây không đúng?

A. Tụ điện là một hệ hai vật dẫn đặt gần nhau nhưng không tiếp xúc với nhau, mỗi vật dẫn là một bản tụ điện

B. Điện dung của tụ điện là đại lượng đặc trưng cho khả năng tích điện của tụ

C. Điện dung của tụ điện được đo bằng thương số giữa điện tích của tụ và hiệu điện thế giữa hai bản tụ

D. Hiệu điện thế giới hạn của tụ điện là hiệu điện thế lớn nhất đặt vào hai bản tụ điện mà lớp điện môi của tụ điện đã bị đánh thủng.

Hướng dẫn giải

Hiệu điện thế giới hạn là hiệu điện thế lớn nhất đặt vào hai bản tụ điện mà lớp điện môi của tụ điện vẫn chưa bị đánh thủng.

Đáp án D

Ví dụ 2: Tụ điện phẳng không khí có điện dung là 5 nF. Cường độ điện trường lớn nhất mà chất điện môi trong tụ điện có thể chịu được là 3.105 V/m, khoảng cách giữa hai bản tụ là 2 mm. Tính điện tích lớn nhất có thể tích được cho tụ?

Hướng dẫn giải

Hiệu điện thế cực đại giữa hai bản tụ

U_max = E_maxd

= 3.10⁵.0,002 = 600 V.

Điện tích cực đại giữa hai bản tụ

q_max = CU_max

=5.10^-9.600 = 3.10^-6 C.

Học xong bài này các em cần biết:

– Điện dung, đơn vị đo điện dung.

– Ghép tụ điện nối tiếp, song song.

Các em có thể hệ thống lại nội dung kiến thức đã học được thông qua bài kiểm tra Trắc nghiệm Vật lí 11 Chân trời sáng tạo Bài 14 cực hay có đáp án và lời giải chi tiết. 

• Câu 1:

  Phát biểu nào sau đây không đúng?

  • A. Tụ điện là một hệ hai vật dẫn đặt gần nhau nhưng không tiếp xúc với nhau, mỗi vật dẫn là một bản tụ điện
  • B. Điện dung của tụ điện là đại lượng đặc trưng cho khả năng tích điện của tụ
  • C. Điện dung của tụ điện được đo bằng thương số giữa điện tích của tụ và hiệu điện thế giữa hai bản tụ
  • D. Hiệu điện thế giới hạn của tụ điện là hiệu điện thế lớn nhất đặt vào hai bản tụ điện mà lớp điện môi của tụ điện đã bị đánh thủng.

• Câu 2:

  Đơn vị của điện dung của tụ điện là

  • A. V/m (vôn/mét) 
  • B. C.V (culông. vôn)
  • C. V (vôn)
  • D. F (fara)

• Câu 3:

  Một tụ điện phẳng được mắc vào hai cực của một nguồn điện có hiệu điện thế 50 (V). Ngắt tụ điện ra khỏi nguồn rồi kéo cho khoảng cách giữa hai bản tụ tăng gấp hai lần thì

  • A. Điện tích của tụ điện không thay đổi.
  • B. Điện tích của tụ điện tăng lên hai lần.
  • C. Điện tích của tụ điện giảm đi hai lần.
  • D. Điện tích của tụ điện tăng lên bốn lần.

Câu 4-10: Mời các em đăng nhập xem tiếp nội dung và thi thử Online để củng cố kiến thức về bài học này nhé!

Các em có thể xem thêm phần hướng dẫn Giải bài tập Vật lí 11 Chân trời sáng tạo Bài 14 để giúp các em nắm vững bài học và các phương pháp giải bài tập.

Khởi động trang 87 SGK Vật lí 11 Chân trời sáng tạo – CTST

Giải Câu hỏi 1 trang 87 SGK Vật lí 11 Chân trời sáng tạo – CTST

Giải Câu hỏi 2 trang 88 SGK Vật lí 11 Chân trời sáng tạo – CTST

Luyện tập trang 90 SGK Vật lí 11 Chân trời sáng tạo – CTST

Vận dụng trang 90 SGK Vật lí 11 Chân trời sáng tạo – CTST

Giải Câu hỏi 3 trang 91 SGK Vật lí 11 Chân trời sáng tạo – CTST

Luyện tập trang 91 SGK Vật lí 11 Chân trời sáng tạo – CTST

Vận dụng trang 92 SGK Vật lí 11 Chân trời sáng tạo – CTST

Giải Bài tập 1 trang 92 SGK Vật lí 11 Chân trời sáng tạo – CTST

Giải Bài tập 2 trang 92 SGK Vật lí 11 Chân trời sáng tạo – CTST

Giải Bài tập 3 trang 92 SGK Vật lí 11 Chân trời sáng tạo – CTST

Trong quá trình học tập nếu có thắc mắc hay cần trợ giúp gì thì các em hãy comment ở mục Hỏi đáp, Cộng đồng Vật lý HOC247 sẽ hỗ trợ cho các em một cách nhanh chóng!

Chúc các em học tập tốt và luôn đạt thành tích cao trong học tập!