Giải SBT Vật lí 11 CTST Bài 15. Năng lượng và ứng dụng của tụ điện có đáp án

Năng lượng của tụ điện được xác định bởi công nào nào sau đây?

A. $W=\frac{1}{2}Q{U}^2$.     

B. $W=\frac{1}{2}QU$.       

C. $W=C{U}^2$.                  

D. $W=\frac{1}{2}\frac{Q^2}{C}$.

Trong các thiết bị sau, thiết bị nào không sử dụng tụ điện?

A. Máy khử rung tim.

B. Khối tách sóng trong máy thu thanh AM.

C. Pin dự phòng.

D. Tuabin nước.

Trên vỏ một tụ điện có ghi 20 pF – 200 V. Tụ điện tích trữ được năng lượng tối đa là

A. 4.10^-7 J.            

B. 8.10^-7 J.            

C. 4.10^-4 J.            

D. 4.10⁵ J.

Với một tụ điện xác định, nếu hiệu điện thế giữa hai đầu tụ tăng 2 lần thì năng lượng điện trường của tụ

A. tăng 2 lần.                  

B. tăng 4 lần.                  

C. không đổi.                  

D. giảm 4 lần.

Xét các tụ điện giống nhau có điện dung $C=20pF.$Ghép các tụ điện thành bộ tụ như Hình 15.1 và nối hai điểm M, N với nguồn điện có hiệu điện thế U = 12 V. Điện tích của bộ tụ là

A. 720 pC.            

B. 360 pC.            

C. 160 pC.            

D. 240 pC.

Trong một đèn flash chụp ảnh đơn giản, người ta sử dụng một tụ điện để có thể phát ra một chùm sáng với cường độ đủ lớn trong thời gian ngắn. Giả sử tụ điện được sử dụng có điện dung 0,20 F được sạc bằng pin 9,0 V, sau đó tụ phóng điện trong 0,001 s. Công suất phóng điện của tụ là

A. 8,1 W.              

B. 8100 W.           

C. 810 W.             

D. 81 W.

Đối với một tụ điện xác định, năng lượng của tụ điện phụ thuộc như thế nào vào hiệu điện thế giữa hai đầu của tụ điện?

Đối với một tụ điện xác định, năng lượng của tụ điện giảm 9 lần khi điện tích của tụ điện thay đổi như thế nào?

Cho một tụ điện có điện dung 3 pF được tích điện đến giá trị 9.10^-6 C. Tính năng lượng tích trữ trong tụ điện.

Tính năng lượng tích trữ của tụ điện trong các trường hợp sau:

a) Một tụ điện $5000\mu \text{F}$ được gắn vào hai đầu một nguồn điện không đổi có hiệu điện thế 3 V.

b) Một tụ điện $5000\mu \text{F}$ được gắn vào hai đầu một nguồn điện không đổi có hiệu điện thế 230 V.

So sánh năng lượng tích trữ trong các trường hợp trên.

Đồ thị trong Hình 15.2 cho thấy sự phụ thuộc của U vào Q của một tụ điện.

Vùng diện tích đầu tiên (1) (hình tam giác) hiển thị năng lượng tích trữ khi tụ điện được tích điện đến 2V. Năng lượng dự trữ khi đó là:

$W=\frac{1}{2}QU=\frac{1}{2}\cdot 2,0\cdot {10}^{-3}\cdot 2,0=2\cdot {10}^{-3}\text{ J}$

a) Tính điện dung C của tụ điện.

b) Hoàn thành Bảng 15.1 sau bằng cách tính diện tích của các vùng diện tích liên tiếp.

c) Vẽ đồ thị biểu diễn mối liên hệ giữa năng lượng dự trữ trong tụ W và hiệu điện thế giữa hai bản tụ U. Mô tả hình dạng của đồ thị này. Từ đó, hãy cho biết W phụ thuộc vào U như thế nào.

Một tụ điện A có điện dung $0,6\mu \text{F}$ được gắn vào hai đầu một nguồn điện không đổi có hiệu điện thế 50 V. Sau đó, tụ được ngắt tụ ra khỏi nguồn và ghép song song với với một tụ điện B có điện dung $0,4\mu \text{F}$ chưa tích điện. Trong quá trình nối có một tia lửa điện nhỏ được phát ra. Hãy tính năng lượng của tia lửa điện phát ra khi nối hai tụ điện với nhau nếu giả sử toàn bộ lượng năng lượng mất mát trong quá trình ghép tụ được chuyển hoá thành năng lượng của tia lửa điện.

Trên vỏ tụ điện (1) và (2) lần lượt ghi $4700\mu \text{F}-35\text{ V}$ và $3300\mu \text{F}-25\text{ V.}$Tìm hiệu điện thế tối đa của bộ tụ điện khi ghép nối tiếp hai tụ này.