Với giải Vận dụng trang 82 Vật lí lớp 11 Cánh diều chi tiết trong Bài 3: Điện thế, hiệu điện thế, tụ điện giúp học sinh dễ dàng xem và so sánh lời giải từ đó biết cách làm bài tập Vật lí 11. Mời các bạn đón xem:

Giải bài tập Vật lí lớp 11 Bài 3: Điện thế, hiệu điện thế, tụ điện

Vận dụng trang 82 Vật Lí 11: Cho các dụng cụ sau: Một tụ điện có điện dung 100 µF và hiệu điện thế định mức khoảng 12 V; 4 pin 1,5 V; Một LED; Một điện trở 50Ω; công tắc, dây dẫn điện. Nêu phương án dùng các dụng cụ này chứng minh tụ điện có lưu trữ năng lượng.

Lời giải:

Phương án chứng minh tụ điện có lưu trữ năng lượng:

Bước 1: Mắc nối tiếp 4 pin lại với nhau để được bộ nguồn có hiệu điện thế lớn hơn.

Bước 2: Nối hai bản của tụ điện với 2 cực của bộ pin, khi đó pin sẽ tích điện cho tụ.

Bước 3: Tháo tụ ra khỏi mạch trên, lắp 2 bản của tụ vào 2 cực của đèn LED, công tắc, điện trở thì khi đóng công tắc ta thấy đèn LED sáng. Chứng tỏ tụ điện có lưu trữ năng lượng.

Lý thuyết Tụ điện

1. Khái niệm tụ điện

· Một hệ hai vật dẫn ở gần nhau, ngăn cách với nhau bằng một lớp chất cách điện, được gọi là chất điện môi, tạo nên một tụ điện. Mỗi vật dẫn đó được gọi là một bản của tụ điện.

· Để tích điện cho tụ điện, nối hai bản tụ điện với hai cực của một nguồn điện. Khi tụ điện đã được tích điện, độ lớn của điện tích trên mỗi bản được gọi là điện tích của tụ điện.

2. Điện dung của tụ điện

· Điện dung của tụ điện là đại lượng đặc trưng cho khả năng tích điện của tụ điện ở một hiệu điện thế nhất định và được xác định bằng thương số giữa điện tích của tụ điện và hiệu điện thế giữa hai bản:

$C=\frac{Q}{U}$

Trong đó Q là độ lớn điện tích trên mỗi bản của tụ điện và U là hiệu điện thế giữa hai bản tụ điện.

Đơn vị của điện dung là fara, kí hiệu là F.

· Một số ước của fara:

1 micrôfara ($\mu F$) = 10^-6 F

1 nanôfara (nF) = 10^-9 F

1 picôfara (pF) = 10^-12 F

3. Điện dung của bộ tụ điện ghép song song

$\begin{array}{l}U=U_1=U_2=\mathrm{...}\\ Q=Q_1+Q_2+\mathrm{...}\\ C=C_1+C_2+\mathrm{...}\end{array}$

4. Điện dung của bộ tụ điện ghép nối tiếp

$\begin{array}{l}U=U_1+U_2+\mathrm{...}\\ Q=Q_1=Q_2=\mathrm{...}\\ \frac{1}{C}=\frac{1}{C_1}+\frac{1}{C_2}+\mathrm{...}\end{array}$

5. Năng lượng của tụ điện

 $W=\frac{C{U}^2}{2}=\frac{Q^2}{2C}=\frac{QU}{2}$