Câu hỏi:
2 năm trước
Tụ điện không khí có khoảng cách giữa hai bản tụ \(d = 5mm\), diện tích của bản tụ \(S = 100c{m^2}\). Tụ được nạp điện bởi nguồn điện không đổi \(U\). Sau khi nạp xong thì bắt đầu cho tụ phóng điện. Kể từ lúc bắt đầu phóng điện cho đến khi tụ phóng hết điện, nhiệt lượng tỏa ra là \(4,{19.10^{ - 3}}J\). Xác định \(U\)?
Trả lời bởi giáo viên
Đáp án đúng: a
Ta có:
+ Điện dung của tụ điện phẳng không khí: \(C = \dfrac{{\varepsilon S}}{{4\pi k{\rm{d}}}} = \dfrac{{{{1.100.10}^{ - 4}}}}{{4\pi {{.9.10}^9}.\left( {{{5.10}^{ - 3}}} \right)}} = 1,{768.10^{ - 11}}F\)
+ Khi tụ phóng điện thì năng lượng của tụ giảm dần.
Khi hết hẳn điện tích thì toàn bộ năng lượng của tụ chuyển hết thành nhiệt, do đó nhiệt lượng tỏa ra ở điện môi: \({Q_{toa}} = {\rm{W}} = 4,{19.10^{ - 3}}J\)
+ Lại có: \({\rm{W}} = \dfrac{1}{2}C{U^2}\)
Ta suy ra: \(U = \sqrt {\dfrac{{2W}}{C}} = \sqrt {\dfrac{{2.4,{{19.10}^{ - 3}}}}{{1,{{768.10}^{ - 11}}}}} \approx 2,{2.10^4}V\)
Hướng dẫn giải:
+ Vận dụng biểu thức tính điện dung của tụ: \(C = \dfrac{{\varepsilon S}}{{4\pi k{\rm{d}}}}\)
+ Vận dụng biểu thức tính năng lượng của tụ điện: \({\rm{W}} = \dfrac{1}{2}C{U^2}\)
