Giáo án môn Vật lý 11 - Bài 9: Bài tập về tụ điện

Tiết 12
 Bài 9. BÀI TẬP VỀ TỤ ĐIỆN
MỤC TIÊU
Kiến thức: Nhắc lại các công thức về 
Kỹ năng:
- 	Vận dụng được công thức xác định điện dung của tụ điện phẳng, công thức xác định năng lượng của tụ điện.
- 	Nhận biết được hai cách ghép tụ điện, sử dụng đúng các công thức xác định điện dung tương đương và điện tích của bộ tụ điện trong mỗi cách ghép.
CHUẨN BỊ
Giáo viên: BT có liên quan.
Học sinh: xem lại công thức tính điện dung của tụ điện phẳng, công thức tính điện dung tương đương, công thức tính năng lượng của điện trường.
TIẾN TRÌNH DẠY HỌC
Hoạt động của học sinh
Trợ giúp của giáo viên
Nội dung
Hoạt động 1. Kiểm tra bài cũ
Hoạt động 2. Tìm các đại lượng liên quan dựa vào công thức tính điện dung của tụ điện phẳng
Đọc và giải BT1
 Biết điện dung của tụ điện phẳng suy ra diện tích, từ đó tính được bán kính.
 Nêu phương án tìm bán kính của các bản?
1. Bài tập 1
E = 3.105V/m
q = 100nC = 10-7C
R = ?
Điện dung của tụ
=> S = = 
=>
Hoạt động 3. Giải bài toán bằng cách áp dụng công thức ghép tụ điện và công thức tính năng lượng điện trường
Nhắc lại công thức tính điện dung tương đương trong trường hợp mắc nối tiếp và song song; công thức tính năng lượng của tụ điện.
Đọc và giải BT 2
 Song song
 Các tụ điện đó được ghép nối tiếp hay song song?
HD: nhiệt lượng tỏa ra = Năng lượng của bộ tụ lúc đầu - năng lượng của bộ tụ lúc sau
2. Bài tập 2
C1 = 3mF U1 = 300V
C2 = 2mF U2 = 200V
a. U = ?
b. Q = ?
Giải
a. Hai tụ ghép song song
Điện dung của bộ tụ
= 260V
b. Năng lượng tổng cộng của hai tụ trước khi nối
Năng lượng của bộ tụ
Nhiệt lượng tỏa ra
Q = W – W’ = 0,006J
Hoạt động 4. Giải bài toán tụ điện khi tụ điện bị đánh thủng
Trả lời
Nêu nhận xét về năng lượng của bộ tụ khi bị đánh thủng.
 Thế nào là tụ điện bị đánh thủng?
HD:
- Tính năng lượng của bộ tụ điện trước và sau khi một tụ điện bị đánh thủng.
HD: 
- Tính điện tích của bộ tụ điện trước và sau khi một tụ điện bị đánh thủng.
- Tính công nguồn thực hiện để đưa thêm điện tích đến tụ điện.
- Áp dụng định luật bảo toàn năng lượng để tính năng lượng tiêu hao.
3. Bài toán 3
10 tụ ghép nối tiếp
C = 8mF= 8.10-6F
U = 150V
a. DW = ?
b. Wth = ?
Giải
a. 
- Trước khi bị đánh thủng:
+ Điện dung của bộ:
+ Năng lượng của bộ tụ:
- Sau khi bị đánh thủng
+ Điện dung của bộ:
+ Năng lượng của bộ tụ:
- Độ biến thiên năng lượng của tụ:
DW = W’ – W = 0,001J
NX: Khi bộ tụ bị đánh thủng thì năng lượng của bộ tụ tăng lên.
b. 
Điện tích của bộ tụ:
- Trước khi bị đánh thủng:
- Sau khi bị đảnh thủng:
- Lượng điện tích tăng:
Dq = q’ – q = 0,13.10-4C
Công của nguồn điện thực hiện để đưa điện tích đến tụ điện:
A = Dq.U = 0,00195J
Gọi năng lượng tiêu hao do bị đánh thủng là Wth
Theo định luật bảo toàn năng lượng ta có:
A = DW + Wth
=> Wth = A - DW = 0,00095J
Hoạt động 5. Giao nhiệm vụ về nhà
Ghi lại
Ghi nhớ
HD HS cách tính điện dung tương đương.
Dặn HS về xem lại cường độ dòng điện và hiệu điện thế, ampe kế đã học ở lớp 7; xem lại công thức tính điện trở dây dẫn đã học ở lớp 9.
Bài 1: Cho mạch điện như hình vẽ: 
C1
C2
C3
A
B
Điện dung của tụ điện: C1 = 10µF;
C2 = 5µF; C3 = 4µF; UAB = 38V. 
a. Tính điện dung của bộ tụ điện. b. Tính điện tích và hiệu điện thế của mỗi tụ điện.
c. Tụ C3 bị đánh thủng. Tính điện tích và hiệu điện thế tụ C1. 
Bài 2: Cho 4 tụ mắc vào nguồn có UMN = 16V như hình vẽ. Tìm UAB.
A. UAB = 8V
B. UAB = -8V
C. UAB = 0V 
D. Một đáp số khác
Bài 3: Có 4 tụ giống nhau, mỗi tụ có điện dung C=1mF mắc như hình vẽ. Tìm điện dung tương đương.
A. 3/4mF B. 4/3mF 
C. 1mF D. 4mF
Rút kinh nghiệm: ................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................