Với lời giải SBT Vật lí 11 trang 58 chi tiết trong Bài 15: Năng lượng và ứng dụng của 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 15: Năng lượng và ứng dụng của tụ điện

Bài 15.1 (B) trang 58 Sách bài tập Vật Lí 11: 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?

Lời giải:

Đối với một tụ điện xác định thì điện dung của tụ điện sẽ không đổi, do đó năng lượng của tụ điện sẽ tỉ lệ bậc hai với hiệu điện thế đặt vào hai đầu của tụ điện.

$W=\frac{1}{2}C{U}^2$

Bài 15.2 (B) trang 58 Sách bài tập Vật Lí 11: 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?

Lời giải:

Đối với một tụ điện xác định thì điện dung C của tụ điện là không đổi. Ta có công thức tính năng lượng của tụ điện: $W=\frac{Q^2}{2C}$ , nên để năng lượng của tụ điện W giảm 9 lần thì điện tích của tụ điện Q phải giảm 3 lần.

Bài 15.3 (B) trang 58 Sách bài tập Vật Lí 11: 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.

Lời giải:

Năng lượng tích trữ trong tụ điện là: $W=\frac{Q^2}{2C}=\frac{{\left(9\cdot {10}^{-6}\right)}^2}{2\cdot 3\cdot {10}^{-12}}=13,5\text{ J}$

Bài 15.4 (H) trang 58 Sách bài tập Vật Lí 11: 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.

Lời giải:

a) Năng lượng tích trữ của tụ điện là: $W=\frac{1}{2}C{U}^2=\frac{1}{2}\cdot 5000\cdot {10}^{-6}\cdot 3^2=0,0225\text{ J}$ .

b) Năng lượng tích trữ của tụ điện là: $W=\frac{1}{2}C{U}^2=\frac{1}{2}\cdot 5000\cdot {10}^{-6}\cdot {230}^2=132,25\text{ J}$ .

Bài 15.5 (VD) trang 58 Sách bài tập Vật Lí 11: 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 2,0V. 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.

Lời giải:

a) Điện dung C của tụ điện là: $C=\frac{Q}{U}=\frac{2,0}{2,0}=1,0\text{mF}$ .

b)

c) Đồ thị của W theo U có dạng parapol. Điều này cho thấy W phụ thuộc U theo tỉ lệ bậc hai.