Có hai tụ điện phẳng điện dung \({C_1}\; = 0,2nF,{C_2}\; = 0,6nF\). Khoảng cách giữa hai

Câu hỏi số 426826:

Vận dụng cao

Có hai tụ điện phẳng điện dung \({C_1}\; = 0,2nF,{C_2}\; = 0,6nF\). Khoảng cách giữa hai bản của hai tụ điện\(d = 3mm\). Các tụ điện chứa đầy chất điện môi có thể chịu được cường độ điện trường lớn nhất bằng \(15000V/m\). Hai tụ điện đó được ghép nối tiếp. Hỏi hiệu điện thế giới hạn đối với bộ tụ điện đó bằng bao nhiêu ?

A. 60V

B. 90V

C. 45V

D. 180V

Đáp án đúng là: A

Quảng cáo

Xem lời giải

Câu hỏi:426826

Phương pháp giải

- Công thức liên hệ giữa U và E: \(U = Ed\)

- Công thức của mạch mắc nối tiếp:

+ Điện dung của bộ tụ C_b: \(\dfrac{1}{{{C_b}}} = \dfrac{1}{{{C_1}}} + \dfrac{1}{{{C_2}}} + \dfrac{1}{{{C_3}}} + ...\)

+ Hiệu điện thế của bộ tụ U_b: \({U_b} = {U_1} + {U_2} + {U_3} + ....\)

+ Điện tích của bộ tụ Q_b: \({Q_b} = {Q_1} = {Q_2} = {Q_3} = .... = {C_b}.{U_b}\)

Giải chi tiết

+ Hiệu điện thế giới hạn của từng tụ: \({U_{gh}} = Ed = {15000.3.10^{ - 3}} = 45V\)

+ Để cho 2 tụ không hỏng thì: \(\left\{ \begin{array}{l}{U_1} \le 45V\\{U_2} \le 45V\end{array} \right.\)

+ Khi \({C_1}\,nt\,{C_2}\)

\( \Rightarrow \) Hiệu điện thế hai đầu bộ tụ: \({U_b} = {U_1} + {U_2}\)

\( \Rightarrow \) Điện tích: \({Q_1} = {Q_2} \Leftrightarrow {C_1}{U_1} = {C_2}{U_2} \Rightarrow \dfrac{{{U_1}}}{{{U_2}}} = \dfrac{{{C_2}}}{{{C_1}}} = 3 \Rightarrow {U_1} = 3{U_2}\)

* \({U_b} = {U_1} + {U_2} = 4{U_2} \Rightarrow {U_2} = \dfrac{{{U_b}}}{4} \le 45V \Rightarrow {U_b} \le 180V\,\,\,\left( 1 \right)\)

* \({U_b} = {U_1} + {U_2} = {U_1} + \dfrac{{{U_1}}}{3} = \dfrac{4}{3}{U_1} \Rightarrow {U_1} = \dfrac{{3{U_b}}}{4} \le 45V \Rightarrow {U_b} \le 60V\,\,\left( 2 \right)\)

Từ (1) và (2) \( \Rightarrow \) Để hai tụ không hỏng thì U_b thỏa mãn:

\(\left\{ \begin{array}{l}{U_b} \le 180V\\{U_b} \le 60V\end{array} \right. \Rightarrow {U_b} \le 60V \Rightarrow {U_{bgh}} = 60V\)

Vây hiệu điện thế giới hạn đối với bộ tụ điện đó là 60V.

Đáp án cần chọn là: A

Group 2K9 ôn Thi ĐGNL & ĐGTD Miễn Phí

Câu hỏi trước Câu tiếp theo

>> 2K9 Học trực tuyến - Định hướng luyện thi TN THPT, ĐGNL, ĐGTD ngay từ lớp 11 (Xem ngay) cùng thầy cô giáo giỏi trên Tuyensinh247.com. Bứt phá điểm 9,10 chỉ sau 3 tháng, tiếp cận sớm các kì thi.