Một tụ điện phẳng không khí với hai bản tụ có dạng hình tròn bán kính 60cm, khoảng cách giữa hai bản là 2mm. Nối tụ vào nguồn điện có hiệu điện thế U=600V. a) Tính điện dung, điện tích của tụ điện và cường độ điện trường giữa hai bản? b) Ngắt tụ ra khỏi nguồn, nhúng tụ vào điện môi lỏng có hằng số điện môi bằng 4 ngập đến 1/3 diện tích mỗi bản. Tính điện tích, điện dung của tụ?

Đáp án:

 a.

$\begin{array}{l}
C = {5.10^{ - 9}}\left( F \right)\\
q = {3.10^{ - 6}}\left( C \right)\\
E = {3.10^5}\left( {V/m} \right)
\end{array}$

b.

$\begin{array}{l}
C = 1,25,{10^{ - 8}}\left( C \right)\\
q = 7,{5.10^{ - 6}}\left( C \right)
\end{array}$

Giải thích các bước giải:

 a,diện tích bản tụ

$\begin{array}{l}
S = \pi {R^2} = \pi .0,{6^2}\\
C = \frac{{\varepsilon S}}{{{{9.10}^9}4\pi d}} = \frac{{1.\pi .0,{6^2}}}{{{{9.10}^9}4\pi {{.2.10}^{ - 3}}}} = {5.10^{ - 9}}\left( F \right)\\
q = CU = {5.10^{ - 9}}.600 = {3.10^{ - 6}}\left( C \right)\\
E = \frac{U}{d} = \frac{{600}}{{{{2.10}^{ - 3}}}} = {3.10^5}\left( {V/m} \right)
\end{array}$

b. coi tụ gồm 2 tụ mắc // 

$\begin{array}{l}
{C_1} = \frac{{{\varepsilon _1}S}}{{{{9.10}^9}4\pi d.2}} = \frac{{1.\pi .0,{6^2}}}{{{{9.10}^9}4\pi {{.2.10}^{ - 3}}.2}} = 2,{5.10^{ - 9}}\\
{C_2} = \frac{{{\varepsilon _2}S}}{{{{9.10}^9}4\pi d.2}} = \frac{{4.\pi .0,{6^2}}}{{{{9.10}^9}4\pi {{.2.10}^{ - 3}}.2}} = {10^{ - 8}}\\
C = {C_1} + {C_2} = 1,25,{10^{ - 8}}\left( C \right)
\end{array}$

$q = U.C = 600.1,25,{10^{ - 8}} = 7,{5.10^{ - 6}}\left( C \right)$