Trắc nghiệm Vật lí 11 Chân trời sáng tạo bài 15

Câu 1: Nhận biết

Kết luận nào đúng

Năng lượng điện trường trong tụ điện tỷ lệ với

A.
hiệu điện thế hai bản tụ.
B.
bình phương hiệu điện thế giữa hai bản tụ.
C.
điện tích trên tụ.
D.
hiệu điện thế hai bản tụ và điện tích trên tụ.

Hướng dẫn:

Ta có công thức tính năng lượng của điện trường trong tụ điện:

$W = \frac{1}{2}QU = \frac{1}{2}C{U^2} = \frac{{{Q^2}}}{{2C}}$

Suy ra năng lượng điện trường trong tụ điện tỷ lệ với bình phương hiệu điện thế giữa hai bản tụ.

Câu 2: Thông hiểu

Sự thay đổi của năng lượng điện trường

Với một tụ điện xác định, nếu hiệu điện thế hai đầu tụ giảm 2 lần thì năng lượng điện trường của tụ

A.
Không đổi.
B.
Tăng 2 lần.
C.
Giảm 4 lần.
D.
Tăng 4 lần.

Hướng dẫn:

Ta có:

$\begin{matrix} \left\{ \begin{gathered} W = \dfrac{1}{2}C{U^2} \hfill \\ W' = \dfrac{1}{2}CU{'^2} \hfill \\ U' = \dfrac{U}{2} \hfill \\ \end{gathered} ight. \Rightarrow \dfrac{W}{{W'}} = \dfrac{{\dfrac{1}{2}C{U^2}}}{{\dfrac{1}{2}CU{'^2}}} = \dfrac{{{U^2}}}{{{{\left( {\dfrac{U}{2}} ight)}^2}}} = 4 \hfill \\ \Rightarrow W' = \dfrac{1}{4}W \hfill \\ \end{matrix}$

Vậy khi hiệu điện thế hai đầu tụ giảm 2 lần thì năng lượng điện trường của tụ giảm 4 lần.

Câu 3: Thông hiểu

Tính hiệu điện thế đặt vào hai đầu tụ

Để tụ tích một điện lượng $10nC$ thì đặt vào hai đầu tụ một hiệu điện thế là $2V$ . Để tụ đó tích được một điện lượng là $2,5 nC$ thì phải đặt vào hai đầu tụ một hiệu điện thế:

A.
$0,05V.$
B.
$20V.$
C.
$500mV.$
D.
$5V.$

Hướng dẫn:

Ta có:

$\frac{{{Q_1}}}{{{Q_2}}} = \frac{{{U_1}}}{{{U_2}}} \Leftrightarrow \frac{{10}}{{2,5}} = \frac{2}{{{U_2}}}$ $\Rightarrow {U_2} = 0,5\left( V ight) = 500\left( {mV} ight)$

Câu 4: Nhận biết

Tính năng lượng điện trường trong tụ điện

Một tụ điện có điện dung $2µF$ được tích điện ở hiệu điện thế $12V$ . Năng lượng điện trường dự trữ trong tụ điện là:

A.
$12J$
B.
$144J$
C.
$1,44.10^{−4}J$
D.
$1,2.10^{−5}J$

Hướng dẫn:

Ta có:

$W = \frac{1}{2}C{U^2} = \frac{{{{2.10}^{ - 6}}{{.12}^2}}}{2} = 1,{44.10^{ - 4}}\left( J ight)$

Câu 5: Thông hiểu

Chọn đáp án đúng

Trường hợp nào sau đây ta không có một tụ điện?

A.
Giữa hai bản kim loại là nước tinh khiết.
B.
Giữa hai bản kim loại là nước vôi.
C.
Giữa hai bản kim loại là không khí.
D.
Giữa hai bản kim loại là sứ.

Hướng dẫn:

Nước vôi là dung dịch dẫn điện nên nếu ở giữa hai bản kim loại là nước vôi hệ không phải là một tụ điện.

Câu 6: Nhận biết

Chọn đáp án đúng

Để tích điện cho tụ điện, ta phải:

A.
đặt tụ gần nguồn điện.
B.
đặt tụ gần vật nhiễm điện.
C.
mắc vào hai đầu tụ một hiệu điện thế.
D.
cọ xát các bản tụ với nhau.

Hướng dẫn:

Để tích điện cho tụ điện, ta phải mắc vào hai đầu tụ một hiệu điện thế.

Câu 7: Nhận biết

Tính nhiệt năng tỏa ra trong lớp điện môi

Một tụ điện có điện dung $C = 6 (μF)$ được mắc vào nguồn điện $100 (V)$ . Sau khi ngắt tụ điện khỏi nguồn, do có quá trình phóng điện qua lớp điện môi nên tụ điện mất dần điện tích. Nhiệt lượng toả ra trong lớp điện môi kể từ khi bắt đầu ngắt tụ điện khỏi nguồn điện đến khi tụ phóng hết điện là:

A.
$0,3 (mJ).$
B.
$30 (mJ).$
C.
$30 (kJ).$
D.
$3.10^4 (J).$

Hướng dẫn:

Khi tụ điện phóng hết điện thì năng lượng của tụ điện đã chuyển hoàn toàn thành nhiệt năng.

Nhiệt lượng toả ra trong lớp điện môi bằng năng lượng của tụ điện:

$W = \frac{1}{2}C{U^2}$ với $\left\{ \begin{gathered} C = 6\mu F = {6.10^{ - 6}}\left( F ight) \hfill \\ U = 100\left( V ight) \hfill \\ \end{gathered} ight.$ thay vào công thức ta tính được:

$W = 0,03\left( J ight) = 30\left( {mJ} ight)$

Câu 8: Nhận biết

Chọn phát biểu đúng

Phát biểu nào sau đây là đúng?

A.
Sau khi nạp điện, tụ điện có năng lượng, năng lượng đó là năng lượng của điện trường trong tụ điện.
B.
Sau khi nạp điện, tụ điện có năng lượng, năng lượng đó tồn tại dưới dạng cơ năng.
C.
Sau khi nạp điện, tụ điện có năng lượng, năng lượng đó tồn tại dưới dạng hoá năng.
D.
Sau khi nạp điện, tụ điện có năng lượng, năng lượng đó tồn tại dưới dạng nhiệt năng.

Hướng dẫn:

Khi tụ điện được tích điện thì giữa hai bản của tụ điện sẽ có một điện trường. Nếu ta tưởng tượng cho một lượng điện tích nhỏ $+ \Delta Q$ di chuyển theo một dây dẫn từ bản dương sang bản âm thì điện trường sẽ sinh công. Dây dẫn sẽ nóng lên chút ít. Đến bản âm thì điện tích $+ \Delta Q$ sẽ trung hòa bớt một lượng điện tích âm là $- \Delta Q$ . Điện tích của tụ điện bị giảm đi một lượng $\Delta Q$ .

Nếu cứ tiếp tục làm như trên thì sẽ đến lúc tụ điện hết điện. Điện trường sẽ triệt tiêu. Toàn bộ công mà điện trường sinh ra đã làm tăng nội năng của dây dẫn. Năng lượng này do điện trường cung cấp.

Vậy khi tụ điện tích điện thì điện trường trong tụ điện sẽ dự trữ một năng lượng. Năng lượng này là năng lượng điện trường.