Với lời giải SBT Vật lí 11 trang 55 chi tiết trong Bài 14: Tụ điện Chân trời sáng tạo giúp học sinh dễ dàng xem và so sánh lời giải từ đó biết cách làm bài tập trong SBT Vật lí 11. Mời các bạn đón xem:

Giải SBT Vật lí 11 Bài 14: Tụ điện

Bài 14.5 (H) trang 55 Sách bài tập Vật Lí 11: Điện dung của một tụ điện phẳng thay đổi như thế nào nếu tăng diện tích của hai bản tụ nhưng phần diện tích đối diện S giữa hai bản vẫn được giữ không đổi?

Lời giải:

Điện dung không thay đổi vì điện dung của tụ điện phẳng phụ thuộc vào phần diện tích đối diện S giữa hai bản chứ không phụ thuộc diện tích mỗi bản tụ điện.

Bài 14.6 (VD) trang 55 Sách bài tập Vật Lí 11: Trong một ngày giông bão, xét một đám mây tích điện mang lượng điện tích âm có độ lớn 30 C đang ở độ cao 35 km so với mặt đất. Giả sử đám mây này có dạng đĩa tròn với bán kính 0,8 km; xem như đám mây và mặt đất tương đương với hai bản của một "tụ điện” phẳng với lớp điện môi giữa hai bản là không khí. Cho biết điện dung của tụ điện phẳng có thể được xác định bằng công thức:

$C=\frac{\epsilon S}{4\pi kd}$

Trong đó: $k={9.10}^9\frac{{\text{Nm}}^2}{{\text{C}}^2}$ .

$\epsilon$ là hằng số điện môi của lớp điện môi giữa hai bản tụ ( $\epsilon \approx 1$ với không khí).

S (m²) là diện tích của bản tụ.

d (m) là khoảng cách giữa hai bản tụ.

a) Xác định giá trị điện dung C của "tụ điện" nói trên.

b) Xác định cường độ điện trường trong khoảng giữa đám mây và mặt đất. Giả sử điện trường trong vùng không gian này là điện trường đều.

Lời giải:

a) Điện dung của "tụ điện" là: $C=\frac{\epsilon S}{4\pi kd}=\frac{1\cdot \pi \cdot {\left(0,8\cdot {10}^3\right)}^2}{4\pi \cdot 9\cdot {10}^9\cdot \left(35\cdot {10}^3\right)}\approx 5,1\cdot {10}^{-10}\text{ F}$ .

b) Hiệu điện thế giữa hai bản tụ là: $U=\frac{Q}{C}=\frac{30}{5,1\cdot {10}^{-10}}\approx 5,9\cdot {10}^{10}\text{ V}$ .

Cường độ điện trường trong khoảng giữa đám mây và mặt đất (giữa hai bản tụ) là: $E=\frac{U}{d}=\frac{5,9\cdot {10}^{10}}{35\cdot {10}^3}\approx 1,{7.10}^6\text{ V/m}$

Bài 14.7 (VD) trang 55 Sách bài tập Vật Lí 11: Trong một số bàn phím máy tính, mỗi nút bấm được gắn với một tụ điện phẳng hai bản song song (có mô hình minh hoạ như Hình 14.2).

Khi giá trị điện dung của tụ điện thay đổi, máy tính sẽ ghi nhận tín hiệu tương ứng với kí tự trên bàn phím. Bản kim loại phía trên của tụ được gắn chặt với nút bấm và có thể di chuyển mỗi khi nhấn nút. Tụ điện nói trên được nối với mạch điện ngoài nên hiệu điện thế giữa hai bản tụ được duy trì ở một giá trị không đổi $U=5\text{ V}$ . Trước khi gõ phím, khoảng cách giữa hai bản tụ là 2 mm, khi đó tụ điện có điện dung là 0,81 pF. Biết rằng điện dung của tụ tỉ lệ nghịch với khoảng cách giữa hai bản tụ. Khi gõ nút bấm đi xuống một đoạn 1,5 mm thì điện tích của tụ điện sẽ tăng hay giảm một lượng bao nhiêu?

Lời giải:

Điện tích của tụ điện trước khi gõ là: $Q_1=C_1{U}_1=\left(0,81\cdot {10}^{-12}\right)\cdot 5\approx 4,05\cdot {10}^{-12}\text{C}$ .

Gọi điện dung của tụ điện sau khi gõ là C₂. Vì điện dung của tụ điện tỉ lệ nghịch với khoảng cách giữa hai bản tụ nên: $\frac{C_2}{C_1}=\frac{d_1}{d_2}\Rightarrow C_2=C_1\cdot \frac{d_1}{d_2}=0,81\cdot \frac{2}{2-1,5}=3,24\text{pF}$

Điện tích của tụ điện sau khi gõ là: $Q_2=C_2{U}_2=\left(3,24\cdot {10}^{-12}\right)\cdot 5\approx 1,62\cdot {10}^{-11}\text{C}$ .

Điện tích của tụ điện tăng một lượng: $\text{Δ}Q=Q_2-Q_1=1,62\cdot {10}^{-11}-4,05\cdot {10}^{-12}\approx 1,22\cdot {10}^{-11}\text{C}$