Giải SBT Vật lí 11 trang 59 Chân trời sáng tạo

Nguyễn Mạnh Tài Ngày: 08-12-2023 Lớp 11

248

Với lời giải SBT Vật lí 11 trang 59 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 15.6 (VD) trang 59 Sách bài tập Vật Lí 11: Một tụ điện A có điện dung $0, 6 μ F$ được gắn vào hai đầu một nguồn điện không đổi có hiệu điện thế 50 V. Sau đó, tụ được ngắt tụ ra khỏi nguồn và ghép song song với với một tụ điện B có điện dung $0, 4 μ F$ chưa tích điện. Trong quá trình nối có một tia lửa điện nhỏ được phát ra. Hãy tính năng lượng của tia lửa điện phát ra khi nối hai tụ điện với nhau nếu giả sử toàn bộ lượng năng lượng mất mát trong quá trình ghép tụ được chuyển hoá thành năng lượng của tia lửa điện.

Lời giải:

Năng lượng của tụ điện A trước khi được nối là: $W = \frac{1}{2} C_{1} U^{2} = \frac{1}{2} \cdot 0, 6 \cdot 10^{- 6} \cdot 50^{2} = 7, 5 \cdot 10^{- 4} J$

Theo định luật bảo toàn điện tích, ta có: $Q = Q_{1} + Q_{2} \Rightarrow C_{1} U = C_{1} U^{'} + C_{2} U^{'} \Rightarrow U^{'} = \frac{C_{1} U}{C_{1} + C_{2}} = \frac{0, 6 \cdot 10^{- 6} \cdot 50}{0, 6 \cdot 10^{- 6} + 0, 4 \cdot 10^{- 6}} = 30 V$

Năng lượng của tụ điện A và B sau khi được nối là: $W^{'} = \frac{1}{2} C_{1} U^{' 2} + \frac{1}{2} C_{2} U^{' 2} = \frac{1}{2} \cdot 0, 6 \cdot 10^{- 6} \cdot 30^{2} + \frac{1}{2} \cdot 0, 4 \cdot 10^{- 6} \cdot 30^{2} = 4, 5 \cdot 10^{- 4} J$

Năng lượng của tia lửa điện phát ra khi nối hai tụ điện với nhau là:

$Δ W = W - W^{'} = 7, 5 \cdot 10^{- 4} - 4, 5 \cdot 10^{- 4} = 3 \cdot 10^{- 4} J$

Bài 15.7 (VD) trang 59 Sách bài tập Vật Lí 11: Trên vỏ tụ điện (1) và (2) lần lượt ghi $4700 μ F - 35 V$ và $3300 μ F - 25 V.$ Tìm hiệu điện thế tối đa của bộ tụ điện khi ghép nối tiếp hai tụ này.

Lời giải:

Để các tụ còn có thể hoạt động bình thường thì $\{\begin{array}{l} U_{1} \leq U_{gh} \\ U_{2} \leq U_{gh} \end{array} (*)$

Khi ghép nối tiếp: $\{\begin{array}{l} U = U_{1} + U_{2} \\ C_{1} U_{1} = C_{2} U_{2} \end{array} \Rightarrow \{\begin{cases} U_{1} = \frac{C_{2}}{C_{1} + C_{2}} \cdot U = \frac{33}{80} U \\ U_{2} = \frac{C_{1}}{C_{1} + C_{2}} \cdot U = \frac{47}{80} U \end{cases}$

Kết hợp (*), ta được: $\{\begin{cases} \frac{33}{80} U \leq 35 V \\ \frac{47}{80} U \leq 25 \end{cases} \Rightarrow \{\begin{cases} U \leq \frac{2800}{33} V \approx 84, 8 V \\ U \leq \frac{2000}{47} V \approx 42, 6 V \end{cases}$