Một tụ điện phẳng có điện dung C, được mắc vào một nguồn điện, sau đó ngắt khỏi nguồn điện. Người ta nhúng hoàn toàn tụ điện vào chất điện môi có hằng số điện môi ε. Khi đó điện tích của tụ điện

a) \({C_{23}} = {C_2} + {C_3} = 1,0\mu {\rm{F}} + 3,0\mu {\rm{F}} = 4,0\mu {\rm{F}}\)

\(\frac{1}{{{C_{123}}}} = \frac{1}{{{C_1}}} + \frac{1}{{{C_{23}}}} = \frac{1}{{4,0\mu {\rm{F}}}} + \frac{1}{{4,0\mu {\rm{F}}}} = \frac{1}{{2,0\mu {\rm{F}}}} \Rightarrow {C_{123}} = 2,0\mu {\rm{F}}\)

\({{\rm{C}}_{56}} = {{\rm{C}}_5} + {{\rm{C}}_6} = 6,0\mu {\rm{F}} + 2,0\mu {\rm{F}} = 8,0\mu {\rm{F}}\)

\(\frac{1}{{{C_{456}}}} = \frac{1}{{{C_4}}} + \frac{1}{{{C_{56}}}} = \frac{1}{{8,0\mu {\rm{F}}}} + \frac{1}{{8,0\mu {\rm{F}}}} = \frac{1}{{4,0\mu {\rm{F}}}} \Rightarrow {C_{456}} = 4,0\mu {\rm{F}}\)

\({C_{{\rm{bo}}}} = {C_{123}} + {C_{456}} = 2,0\mu {\rm{F}} + 4,0\mu {\rm{F}} = 6,0\mu {\rm{F}}\).

b) \[{Q_{123}} = {C_{123}}U = 2.12 = 24\,\mu C = {Q_1}\]

\({U_1} = \frac{{{Q_1}}}{{{C_1}}} = \frac{{24}}{4} = 6,0\;{\rm{V}}\)

Đáp án đúng là D

Lực điện ban đầu: \[{F_1} = k\frac{{\left| {2Q.\left( { - Q} \right)} \right|}}{{{r^2}}} = 2k\frac{{\left| {{Q^2}} \right|}}{{{r^2}}} = F\]

Khi nối chúng bằng dây dẫn điện sau đó bỏ dây dẫn đi thì điện tích mỗi quả cầu là:

\[q' = \frac{{2Q + \left( { - Q} \right)}}{2} = \frac{Q}{2}\]

Lực điện lúc sau: \[{F_2} = k\frac{{\left| {{{\left( {\frac{Q}{2}} \right)}^2}} \right|}}{{{r^2}}} = \frac{1}{4}k\frac{{\left| {{Q^2}} \right|}}{{{r^2}}} = \frac{{{F_1}}}{8} = \frac{F}{8}\]