Tel: 024.7300.7989 - Phone: 1800.6947 (Thời gian hỗ trợ từ 7h đến 22h)

Giỏ hàng của tôi
Trang chủ
Luyện thi đại học môn lí

Đọc dữ kiện sau và trả lời các câu hỏi dưới đây: Một tụ điện phẳng

Đọc dữ kiện sau và trả lời các câu hỏi dưới đây:

Một tụ điện phẳng không khí có điện dung ban đầu $C_{0} = 200pF$được nối vào hai cực của một nguồn điện có hiệu điện thế không đổi $V_{0} = 50V$. Sau khi tụ điện được tích điện đầy, người ta tiến hành ngắt tụ điện ra khỏi nguồn điện một cách cẩn thận để điện tích trên các bản tụ không bị thất thoát. Sau đó, một tấm điện môi đồng chất có hằng số điện môi $\kappa = 2,5$ được chèn vào giữa hai bản tụ sao cho nó lấp đầy hoàn toàn không gian giữa hai bản này.

Trả lời cho các câu 1, 2, 3, 4, 5 dưới đây:

Câu hỏi số 1:
Thông hiểu

Sau khi ngắt tụ điện ra khỏi nguồn điện, đại lượng vật lí nào sau đây của tụ điện chắc chắn sẽ giữ nguyên giá trị không đổi trong suốt quá trình chèn tấm điện môi?

Đáp án đúng là: C

Xem lời giải
Câu hỏi:972819
Phương pháp giải

Phân tích trạng thái của tụ điện. Khi tụ điện bị ngắt khỏi nguồn, hệ trở thành một hệ cô lập về điện.

Giải chi tiết

Khi ngắt tụ điện ra khỏi nguồn điện, không có đường dẫn mạch ngoài để các điện tích di chuyển đến hoặc rời khỏi các bản tụ.

Do đó, theo định luật bảo toàn điện tích, điện tích $Q$ trên các bản tụ điện được giữ nguyên không đổi trong suốt quá trình chèn thêm tấm điện môi.

Đáp án cần chọn là: C

Câu hỏi số 2:
Vận dụng

Đánh giá tính đúng/sai của các nhận định sau đây về sự thay đổi các thông số của tụ điện sau khi tấm điện môi được chèn vào:

Đúng Sai
a) Điện dung của tụ điện tăng lên gấp 2,5 lần so với ban đầu.
b) Cường độ điện trường bên trong tụ điện tăng lên do có sự xuất hiện của chất điện môi.
c) Hiệu điện thế giữa hai bản tụ điện giảm đi so với giá trị $50\text{V}$.
d) Năng lượng điện trường lưu trữ trong tụ điện bị giảm đi sau khi chèn tấm điện môi.

Đáp án đúng là: Đ; S; Đ; Đ

Xem lời giải
Câu hỏi:972820
Phương pháp giải

Sử dụng các công thức đặc trưng của tụ điện khi ngắt khỏi nguồn ($Q = \text{const}$):

+ Điện dung $C = \kappa C_{0}$.

+ Hiệu điện thế $V = \dfrac{Q}{C}$.

+ Cường độ điện trường $E = \dfrac{V}{d}$.

+ Năng lượng $U = \dfrac{Q^{2}}{2C}$.

Giải chi tiết

a) Khi chèn chất điện môi lấp đầy không gian giữa hai bản tụ, điện dung mới là $C = \kappa C_{0} = 2,5C_{0}$$\Rightarrow$Điện dung tăng 2,5 lần. $\Rightarrow$ Đúng.

b) Ta có hiệu điện thế $V = \dfrac{Q}{C} = \dfrac{Q}{\kappa C_{0}} = \dfrac{V_{0}}{\kappa}$.

Cường độ điện trường $E = \dfrac{V}{d} = \dfrac{V_{0}}{\kappa d} = \dfrac{E_{0}}{\kappa}$.

Vì $\kappa = 2,5 > 1$ nên cường độ điện trường $E$ giảm đi, không phải tăng lên. $\Rightarrow$ Sai.

c) Hiệu điện thế mới $V = \dfrac{V_{0}}{\kappa} = \dfrac{50}{2,5} = 20V$. Giá trị này nhỏ hơn $50V$ ban đầu. $\Rightarrow$ Đúng.

d) Năng lượng điện trường $U = \dfrac{Q^{2}}{2C} = \dfrac{Q^{2}}{2(\kappa C_{0})} = \dfrac{U_{0}}{\kappa}$.

Vì $\kappa > 1$ nên năng lượng lưu trữ bị giảm đi (sự giảm năng lượng này do một phần năng lượng đã chuyển hóa thành công cơ học kéo tấm điện môi vào trong tụ). $\Rightarrow$ Đúng.

Đáp án cần chọn là: Đ; S; Đ; Đ

Câu hỏi số 3:
Vận dụng

Xác định giá trị điện dung mới $C$ của tụ điện sau khi đã được chèn đầy tấm điện môi (đơn vị: $\text{pF}$).

Đáp án đúng là: 500

Xem lời giải
Câu hỏi:972821
Phương pháp giải

Áp dụng công thức tính điện dung của tụ điện khi có lớp điện môi lấp đầy không gian giữa hai bản tụ.

Giải chi tiết

Điện dung của tụ điện tỉ lệ thuận với hằng số điện môi của môi trường giữa hai bản tụ.

Khi chèn lớp điện môi có hằng số $\kappa = 2,5$, ta có: $C = \kappa.C_{0} = 2,5.200 = 500\text{pF}$.

Đáp án cần điền là: 500

Câu hỏi số 4:
Vận dụng

Tính hiệu điện thế mới $V$ giữa hai bản tụ điện sau khi chèn tấm điện môi vào (đơn vị: Volt).

Đáp án đúng là: 20

Xem lời giải
Câu hỏi:972822
Phương pháp giải

Do tụ được ngắt khỏi nguồn nên điện tích $Q$ bảo toàn.

Vận dụng công thức $V = \dfrac{Q}{C}$ để tính hiệu điện thế lúc sau.

Giải chi tiết

Theo định luật bảo toàn điện tích, điện tích của tụ điện không đổi so với ban đầu: $Q = Q_{0}$.

Hiệu điện thế mới giữa hai bản tụ là: $V = \dfrac{Q}{C} = \dfrac{C_{0}.V_{0}}{\kappa.C_{0}} = \dfrac{V_{0}}{\kappa} = \dfrac{50}{2,5} = 20\text{V}$.

Đáp án cần điền là: 20

Câu hỏi số 5:
Vận dụng

Ghép các đại lượng vật lí của tụ điện ở trạng thái sau khi chèn điện môi với giá trị định lượng tương ứng của chúng.

1. Điện tích $Q$ của tụ điện (đơn vị: $\text{nC}$)
2. Tỉ số giữa năng lượng điện trường ban đầu và sau khi chèn điện môi ($U_0 / U$)
3. Tỉ số giữa hiệu điện thế sau khi chèn điện môi và hiệu điện thế ban đầu ($V / V_0$)

Đáp án đúng là: 1-b; 2-a; 3-c

Xem lời giải
Câu hỏi:972829
Phương pháp giải

Tính toán chi tiết từng đại lượng và lập tỉ số dựa vào các thông số đã biết của tụ điện (${{C}_{0}}=200pF$, $V_0 = 50 \text{ V}$, $\kappa = 2,5$) để đối chiếu với các lựa chọn.

Giải chi tiết

Ý 1: Điện tích của tụ điện được bảo toàn sau khi ngắt nguồn, ta có $Q={{C}_{0}}.{{V}_{0}}={{200.10}^{-12}}.50={{10.10}^{-9}}C=10nC$. (Ghép với b)

Ý 2: Tỉ số năng lượng điện trường $U_0 / U$:

Vì $Q$ không đổi, ta sử dụng công thức $U = \frac{Q^2}{2C}$.

Năng lượng ban đầu $U_0 = \frac{Q^2}{2C_0}$ và năng lượng lúc sau $U = \frac{Q^2}{2C}$.

Suy ra $\frac{U_0}{U} = \frac{C}{C_0} = \kappa = 2,5$. (Ghép với a)

Ý 3: Tỉ số hiệu điện thế $V / V_0$:

Ta có hiệu điện thế ban đầu $V_0 = \frac{Q}{C_0}$ và hiệu điện thế lúc sau $V = \frac{Q}{C}$.

Suy ra $\frac{V}{V_0} = \frac{C_0}{C} = \frac{1}{\kappa} = \frac{1}{2,5} = 0,4$. (Ghép với c)

Đáp án cần chọn là: 1-b; 2-a; 3-c

Quảng cáo

Group 2K8 ôn Thi ĐGNL & ĐGTD Miễn Phí

Câu hỏi trước Câu tiếp theo

>>  2K9 Chú ý! Lộ Trình Sun 2027 - 1 lộ trình ôn đa kỳ thi (TN THPT, ĐGNL (Hà Nội/ Hồ Chí Minh), ĐGNL Sư Phạm, ĐGTD, ĐGNL Bộ Công an, ĐGNL Bộ Quốc phòng- Click xem ngay) tại Tuyensinh247.com. Cập nhật bám sát bộ SGK mới, Thầy Cô giáo giỏi, 3 bước chi tiết: Nền tảng lớp 12; Luyện thi chuyên sâu; Luyện đề đủ dạng đáp ứng mọi kì thi.

Hỗ trợ - Hướng dẫn

  • 024.7300.7989
  • 1800.6947 free

(Thời gian hỗ trợ từ 7h đến 22h)
Email: lienhe@tuyensinh247.com

Đăng ký nhận tư vấn

Khảo sát học từ vựng tiếng Anh

Chỉ mất 3 phút để chia sẻ trải nghiệm học từ vựng của bạn. Nhận quyền trải nghiệm ứng dụng miễn phí trước khi ra mắt.

Tham gia khảo sát →