Bài tập Bài toán năng lượng của tụ điện lớp 11 (có lời giải)
30 câu hỏi
\(W = \frac{1}{2}Q{U^2}\).
\(W = \frac{1}{2}CU\).
\(W = C{U^2}\).
\(W = \frac{1}{2}\frac{{{Q^2}}}{C}\).
Đáp án đúng là D
Năng lượng tụ điện \(W = \frac{1}{2}\frac{{{Q^2}}}{C} = \frac{1}{2}C{U^2} = \frac{1}{2}QU\)
4.10-7 J.
8.10-7 J.
4.10-4 J.
4.105 J.
Đáp án đúng là A
\(W = \frac{1}{2}C{U^2} = \frac{1}{2} \cdot 20 \cdot {10^{ - 12}} \cdot {200^2} = 4 \cdot {10^{ - 7}}{\rm{\;J}}\)
tăng 2 lần.
tăng 4 lần
không đổi.
giảm 4 lần.
Đáp án đúng là B
Với điện dung C xác định, năng lượng của tụ điện tỉ lệ với bình phương hiệu điện thế giữa hai bản tụ điện.
8,1 W.
8100 W.
810 W.
81 W.
Đáp án đúng là B
Năng lượng của tụ điện: \(W = \frac{1}{2}C{U^2} = \frac{1}{2} \cdot 0,20 \cdot 9,{0^2} = 8,1{\rm{\;J}}\).
Công suất phóng điện của tụ điện: \({\rm{P}} = \frac{W}{t} = \frac{{8,1}}{{0,001}} = 8100\;W\)
0,25 mJ.
500 J.
50 mJ.
50 μJ.
Đáp án đúng là: A
\({\rm{W}} = \frac{{C{U^2}}}{2} = \frac{{{{20.10}^{ - 6}}{{.5}^2}}}{2} = {250.10^{ - 6}}J = 0,25mJ\)
15 V.
7,5 V.
20 V.
40 V.
Đáp án đúng là: A
\[W = \frac{{C{U^2}}}{2} \Rightarrow \frac{{{W_1}}}{{{W_2}}} = {\left( {\frac{{{U_1}}}{{{U_2}}}} \right)^2} \Rightarrow \frac{{10}}{{22,5}} = \frac{{{{10}^2}}}{{U_2^2}} \Rightarrow {U_2} = 15V\]
5,76.10-4 J.
1,152.10-3 J.
2,304.10-3 J.
4,217.10-3 J.
Đáp án đúng là A
Tích điện cho tụ → Q không đổi => Q = C1U1 = C2U2
=> 2000.5000 = 4000.U2 => U2 = 2500 V.
4,5 J.
9 J.
18 J.
13,5 J.
Đáp án đúng là B
W = \(\frac{1}{2}\)C(Emax.d)2 = 9 J.
Wt = Ws.
Ws = 4Wt.
Ws = 2Wt.
Wt = 4Ws.
Đáp án đúng là B
Hai tụ ghép song song: C// = C1 + C2 = 2C => Ws = \(\frac{1}{2}\)C//.U2 = \(\frac{1}{2}\).2C.U2 (1)
Hai tụ ghép nối tiếp: Cnt = \(\frac{C}{2}\) => Wt = \(\frac{1}{2}\)Cnt.U2 = \(\frac{1}{2}\).\(\frac{C}{2}\).U2 (2)
Từ (1) và (2) => Ws = 4Wt.
Học thông minh hơn mỗi ngày
Xem toàn bộ 30 câu hỏi và nhiều hơn nữa với tài khoản miễn phí
ΔW = 9 (mJ).
ΔW = 10 (mJ).
ΔW = 19 (mJ).
ΔW = 1 (mJ).
Đáp án đúng là D
Ban đầu Cb = \(\frac{C}{{10}}\) → W = \(\frac{1}{2}\)CbU2
Lúc sau, khi 1 tụ bị đánh thủng thì C’b = \(\frac{C}{9}\) → W’ = \(\frac{1}{2}\)C’b.U2
=> ∆W = W - W’ = \(\frac{1}{2}\)U2(C’b – Cb) = \(\frac{1}{2}\).1502. (\(\frac{{{{8.10}^{ - 6}}}}{9} - \frac{{{{8.10}^{ - 6}}}}{{10}}\)) = 10-3 J.
Điện tích của tụ là 2mC.
Năng lượng điện trường tích trữ trong tụ là 0,1J.
Nếu tăng hiệu điện thế lên 200V thì năng lượng của tụ tăng 4 lần.
Khi hiệu điện thế giảm một nửa thì năng lượng của tụ giảm một nửa.
Đáp án: a) đúng; b) đúng; c) đúng; d) sai.
Giải thích:
a) Đúng. \(Q = CU = 20 \times {10^{ - 6}} \times 100 = 2 \times {10^{ - 3}}C = 2mC\).
b) Đúng. Năng lượng của tụ: \(W = \frac{1}{2}C{U^2} = \frac{1}{2} \times 20 \times {10^{ - 6}} \times {100^2} = 0,1J\).
c) Đúng. Khi C không đổi, \(W\~{U^2}\). Hiệu điện thế tăng 2 lần thì năng lượng tăng \({2^2} = 4\) lần.
d) Sai. Khi \(U\) giảm một nửa, \(W\) giảm 4 lần.
Hiệu điện thế giữa hai bản tụ là 20V.
Năng lượng của tụ bằng 0,01J.
Nếu điện tích của tụ tăng gấp đôi thì năng lượng tăng gấp đôi.
Nếu điện tích giảm còn một nửa mà điện dung không đổi thì năng lượng giảm còn một phần tư.
Đáp án: a) đúng; b) đúng; c) sai; d) đúng.
Giải thích:
a) Đúng. \(U = \frac{Q}{C} = \frac{{{{10}^{ - 3}}}}{{50 \times {{10}^{ - 6}}}} = 20V\).
b) Đúng. \(W = \frac{{{Q^2}}}{{2C}} = \frac{{{{({{10}^{ - 3}})}^2}}}{{2 \times 50 \times {{10}^{ - 6}}}} = 0,01J\).
c) Sai. Với \(C\) không đổi, \(W = \frac{{{Q^2}}}{{2C}}\) nên khi \(Q\) tăng 2 lần, năng lượng tăng 4 lần.
d) Đúng. \(W\~{Q^2}\). Khi \(Q\) giảm còn một nửa, năng lượng còn \(\frac{1}{4}\).
Năng lượng ban đầu của tụ bằng 0,018J.
Sau khi ngắt khỏi nguồn, điện tích trên tụ được bảo toàn nếu không có sự phóng điện.
Nếu làm điện dung của tụ tăng lên \(20\mu F\) thì năng lượng của tụ giảm còn một nửa.
Trong quá trình tăng điện dung khi tụ đã ngắt nguồn, hiệu điện thế giữa hai bản tụ tăng.
Đáp án: a) đúng; b) đúng; c) đúng; d) sai.
Giải thích:
a) Đúng. \(W = \frac{1}{2}C{U^2} = \frac{1}{2} \times 10 \times {10^{ - 6}} \times {60^2} = 0,018J\).
b) Đúng. Tụ đã ngắt khỏi nguồn nên nếu không có phóng điện, điện tích được bảo toàn.
c) Đúng. Khi tụ cô lập, \(Q\) không đổi và \(W = \frac{{{Q^2}}}{{2C}}\). Nếu \(C\) tăng 2 lần thì \(W\) giảm 2 lần.
d) Sai. Với \(Q\) không đổi, \(U = \frac{Q}{C}\). Khi \(C\) tăng thì \(U\) giảm.
Điện tích của tụ bằng 1mC.
Năng lượng tích trữ trong tụ bằng 0,1J.
Nếu vẫn giữ nguyên điện dung và tăng hiệu điện thế lên 400V, năng lượng tăng thêm 0,3J.
Khi hiệu điện thế tăng từ 200V lên 400V, điện tích của tụ tăng 4 lần.
Đáp án: a) đúng; b) đúng; c) đúng; d) sai.
Giải thích:
a) Đúng. \(Q = CU = 5 \times {10^{ - 6}} \times 200 = 1mC\).
b) Đúng. \(W = \frac{1}{2} \times 5 \times {10^{ - 6}} \times {200^2} = 0,1J\).
c) Đúng. Ở $400V$: \(W' = \frac{1}{2} \times 5 \times {10^{ - 6}} \times {400^2} = 0,4J\). Năng lượng tăng \(0,4 - 0,1 = 0,3J\).
d) Sai. Vì \(Q = CU\), khi \(U\) tăng 2 lần thì \(Q\) chỉ tăng 2 lần.
Điện dung tương đương của bộ tụ là \(30\mu F\).
Năng lượng của tụ \({C_1}\) là 0,0045J.
Năng lượng của tụ \({C_2}\) là 0,009J.
Tổng năng lượng của bộ tụ là 0,0135J.
Đáp án: a) đúng; b) đúng; c) đúng; d) đúng.
Giải thích:
a) Đúng. \({C_b} = {C_1} + {C_2} = 30\mu F\).
b) Đúng. \({W_1} = \frac{1}{2}{C_1}{U^2} = \frac{1}{2} \times 10 \times {10^{ - 6}} \times {30^2} = 0,0045J\).
c) Đúng. \({W_2} = \frac{1}{2} \times 20 \times {10^{ - 6}} \times {30^2} = 0,009J\).
d) Đúng. \(W = {W_1} + {W_2} = 0,0045 + 0,009 = 0,0135J\).
Điện dung tương đương của bộ tụ là \(2\mu F\).
Điện tích trên mỗi tụ có độ lớn \(36\mu C\).
Hiệu điện thế trên \({C_1}\) bằng 6V.
Năng lượng tích trữ trên \({C_2}\) lớn hơn trên \({C_1}\).
Đáp án: a) đúng; b) đúng; c) đúng; d) đúng.
Giải thích:
a) Đúng. \({C_b} = \frac{{6 \times 3}}{{6 + 3}} = 2\mu F\).
b) Đúng. \(Q = {C_b}U = 2 \times 18 = 36\mu C\).
c) Đúng. \({U_1} = \frac{Q}{{{C_1}}} = \frac{{36}}{6} = 6V\).
d) Đúng. \({U_2} = \frac{{36}}{3} = 12V\). Năng lượng trên mỗi tụ có thể tính bằng \(W = \frac{1}{2}QU\).
Vì cùng \(Q\) nhưng \({U_2} > {U_1}\) nên \({W_2} > {W_1}\).
Hiệu điện thế giữa hai bản tụ bằng 100V.
Điện tích của tụ bằng 4mC.
Nếu điện dung tăng lên \(160\mu F\) trong khi tụ được nối với nguồn giữ nguyên hiệu điện thế thì năng lượng tăng 4 lần.
Nếu tụ được ngắt khỏi nguồn trước khi tăng điện dung lên 160μF thì năng lượng vẫn không đổi.
Đáp án: a) đúng; b) đúng; c) đúng; d) sai.
Giải thích:
a) Đúng. Từ \(W = \frac{1}{2}C{U^2}\), suy ra \(U = \sqrt {\frac{{2W}}{C}} = \sqrt {\frac{{0,4}}{{40 \times {{10}^{ - 6}}}}} = 100V\).
b) Đúng. \(Q = CU = 40 \times {10^{ - 6}} \times 100 = 4mC\).
c) Đúng. Khi nối với nguồn, \(U\) không đổi. \(C\) tăng từ \(40\mu F\) lên \(160\mu F\), tức tăng 4 lần nên \(W = \frac{1}{2}C{U^2}\) tăng 4 lần.
d) Sai. Khi tụ ngắt khỏi nguồn, \(Q\) không đổi. Với \(W = \frac{{{Q^2}}}{{2C}}\), khi \(C\) tăng 4 lần thì năng lượng giảm 4 lần.
Điện dung của tụ giảm.
Điện tích của tụ không đổi nếu không có phóng điện.
Hiệu điện thế giữa hai bản tụ tăng.
Năng lượng điện trường của tụ tăng.
Đáp án: a) đúng; b) đúng; c) đúng; d) sai.
Giải thích:
a) Đúng. Với tụ phẳng, \(C = \varepsilon \frac{S}{d}\). Khi \(d\) tăng thì \(C\) giảm.
b) Đúng. Tụ đã ngắt khỏi nguồn nên \(Q\) được bảo toàn nếu không phóng điện.
c) Đúng. \(U = \frac{Q}{C}\). Khi \(C\) giảm và \(Q\) không đổi thì \(U\) tăng.
d) Sai. Khi \(Q\) không đổi, \(W = \frac{{{Q^2}}}{{2C}}\). \(C\) giảm nên năng lượng tăng.
Điện tích của tụ trước khi ngắt nguồn là 1mC.
Sau khi thay đổi điện dung, hiệu điện thế trên tụ là 50V.
Năng lượng ban đầu của tụ là 0,02J.
Năng lượng sau khi thay đổi điện dung là 0,025J.
Đáp án: a) đúng; b) đúng; c) đúng; d) đúng.
Giải thích:
a) Đúng. \(Q = CU = 25 \times {10^{ - 6}} \times 40 = 1mC\).
b) Đúng. Tụ cô lập nên \(Q = 1mC\) không đổi. Do đó \(U' = \frac{Q}{{C'}} = \frac{{{{10}^{ - 3}}}}{{20 \times {{10}^{ - 6}}}} = 50V\).
c) Đúng. \(W = \frac{1}{2} \times 25 \times {10^{ - 6}} \times {40^2} = 0,02J\).
d) Đúng. \(W' = \frac{{{Q^2}}}{{2C'}} = \frac{{{{({{10}^{ - 3}})}^2}}}{{2 \times 20 \times {{10}^{ - 6}}}} = 0,025J\).
Điện tích ban đầu của tụ \(C\) là \(400\mu C\).
Sau khi nối hai tụ, hiệu điện thế chung là 20V.
Năng lượng điện trường của hệ sau khi nối hai tụ bằng 0,004J.
Một phần năng lượng ban đầu của tụ đã chuyển thành nhiệt do quá trình phân bố điện tích.
Đáp án: a) đúng; b) đúng; c) đúng; d) đúng.
Giải thích:
a) Đúng. \({Q_0} = {C_1}{U_0} = 8 \times 50 = 400\mu C\).
b) Đúng. Khi nối song song và cô lập, điện tích toàn hệ được bảo toàn. Điện dung tương đương \({C_b} = 8 + 12 = 20\mu F\). Do đó \(U' = \frac{{400}}{{20}} = 20V\).
c) Đúng. \(W' = \frac{1}{2}{C_b}{U'^2} = \frac{1}{2} \times 20 \times {10^{ - 6}} \times {20^2} = 0,004J\).
d) Đúng. Năng lượng ban đầu là \({W_0} = \frac{1}{2} \times 8 \times {10^{ - 6}} \times {50^2} = 0,01J\). Sau khi nối còn 0,004J. Phần năng lượng 0,006J bị hao phí trong quá trình phân bố điện tích.
Đáp án: 0,025
Giải: \(W = \frac{1}{2}C{U^2} = \frac{1}{2} \times 20 \times {10^{ - 6}} \times {50^2} = 0,025J\).
Đáp án: 0,05
Giải: Dùng \(W = \frac{{{Q^2}}}{{2C}}\). Ta có \(W = \frac{{{{(2 \times {{10}^{ - 3}})}^2}}}{{2 \times 40 \times {{10}^{ - 6}}}} = 0,05J\).
Đáp án: 4
Giải: Vì \(W = \frac{1}{2}C{U^2}\) nên \(W\~{U^2}\). Khi \(U\) giảm 2 lần thì \(W\) giảm \({2^2} = 4\) lần.
Đáp án: 63,25
Giải: Từ \(W = \frac{1}{2}C{U^2}\), suy ra \(U = \sqrt {\frac{{2W}}{C}} = \sqrt {\frac{{0,1}}{{25 \times {{10}^{ - 6}}}}} = \sqrt {4000} \approx 63,25V\).
Đáp án: 2
Giải: \(Q = CU = 50 \times {10^{ - 6}} \times 40 = 2 \times {10^{ - 3}}C = 2mC\).
Đáp án: 0,2
Giải: Điện tích ban đầu: \(Q = CU = 20 \times {10^{ - 6}} \times 100 = 2mC\). Tụ đã ngắt nguồn nên \(Q\) không đổi.
Do đó \(W' = \frac{{{Q^2}}}{{2C'}} = \frac{{{{(2 \times {{10}^{ - 3}})}^2}}}{{2 \times 10 \times {{10}^{ - 6}}}} = 0,2J\).
Đáp án: 13,5
Giải: \({C_b} = 10 + 20 = 30\mu F\). Năng lượng: \(W = \frac{1}{2}{C_b}{U^2} = \frac{1}{2} \times 30 \times {10^{ - 6}} \times {30^2} = 0,0135J = 13,5mJ\).
Đáp án: 0,324
Giải: Điện dung tương đương: \({C_b} = \frac{{6 \times 3}}{{6 + 3}} = 2\mu F\).
Năng lượng của bộ: \(W = \frac{1}{2}{C_b}{U^2} = \frac{1}{2} \times 2 \times {10^{ - 6}} \times {18^2} = 3,24 \times {10^{ - 4}}J = 0,324mJ\).
Đáp án: 3
Giải: Vì tụ đã ngắt khỏi nguồn nên \(Q\) không đổi. Theo \(W = \frac{{{Q^2}}}{{2C}}\), năng lượng tỉ lệ nghịch với điện dung. Điện dung tăng từ \(30\mu F\) lên \(90\mu F\), tức tăng 3 lần, nên năng lượng giảm 3 lần.
Đáp án: 8
Giải: Điện tích ban đầu: \({Q_0} = {C_1}{U_0} = 4 \times 100 = 400\mu C\).
Sau khi nối song song, điện dung tương đương là \({C_b} = {C_1} + {C_2} = 10\mu F\).
Hệ cô lập nên điện tích được bảo toàn: \(Q = 400\mu C\).
Hiệu điện thế chung: \(U' = \frac{Q}{{{C_b}}} = \frac{{400}}{{10}} = 40V\).
Năng lượng sau khi cân bằng:
\(W' = \frac{1}{2}{C_b}{U'^2} = \frac{1}{2} \times 10 \times {10^{ - 6}} \times {40^2} = 0,008J = 8mJ\).
Bạn có thích hoạt động này không?
Hãy lưu hoặc chia sẻ nội dung này đến mọi người.
Gợi ý cho bạn
Ý tưởng của bạn, bài học của bạn
Tự thiết kế đề thi, bài giảng hoặc flashcard theo cách riêng.
![[Năm 2022] Đề thi thử môn Vật lí THPT Quốc gia có lời giải - Đề số 21](/_next/image?url=https%3A%2F%2Fvideo.vietjack.com%2Fupload%2Fimages%2Fvj-image%2Fimage-3izficdefgfoel0s9j8s-1786772791.jpg&w=3840&q=75)
![[Năm 2022] Đề thi thử môn Vật lí THPT Quốc gia có lời giải - Đề số 20](/_next/image?url=https%3A%2F%2Fvideo.vietjack.com%2Fupload%2Fimages%2Fvj-image%2Fimage-emy0gtcksawvorajezvv-1786772460.jpg&w=3840&q=75)
