Một tụ điện phẳng không khí, có hai bản hình tròn bán kính \(R = 6cm\) đặt cách nhau một khoảng \(d = 0,5cm\). Đặt vào hai bản một hiệu điện thế \(U = 10V\). Tính năng lượng của tụ điện?
Trả lời bởi giáo viên
Ta có, điện dung của tụ điện phẳng không khí: \(C = \dfrac{S}{{k.4\pi d}}\)
Lại có: diện tích \(S = \pi {R^2}\)
Suy ra: \(C = \dfrac{{\pi {R^2}}}{{k.4\pi d}} = \dfrac{{\pi .{{\left( {0,06} \right)}^2}}}{{{{9.10}^9}.4\pi .\left( {0,{{5.10}^{ - 2}}} \right)}} = {2.10^{ - 11}}F\)
+ Năng lượng của tụ điện: \({\rm{W}} = \dfrac{1}{2}C{U^2} = \dfrac{1}{2}{.2.10^{ - 11}}{.10^2} = {10^{ - 9}}J = 1nJ\)
Hướng dẫn giải:
+ Vận dụng biểu thức tính diện tích hình tròn: \(S = \pi {R^2}\)
+ Vận dụng biểu thức tính điện dung của tụ điện phẳng: \(C = \dfrac{{\varepsilon S}}{{k.4\pi d}}\)
+ Sử dụng biểu thức tính năng lượng điện trường: \({\rm{W}} = \dfrac{1}{2}C{U^2}\)