Vật lí · Lớp 11

Bài tập Bài toán năng lượng của tụ điện lớp 11 (có lời giải)

30 câu · 45 phút · Ngân hàng đề TopStudy. Đáp án và lời giải do TopStudy biên soạn, mở ngay dưới từng câu.

Làm bài

Nội dung đề

Phần I. Trắc nghiệm nhiều lựa chọn

Câu 1

1 điểm

Năng lượng của tụ điện được xác định bởi công nào nào sau đây?

Đáp án A: $W = \frac{1}{2}Q{U^2}$ .
Đáp án B: $W = \frac{1}{2}CU$ .
Đáp án C: $W = C{U^2}$ .
Đáp án D: $W = \frac{1}{2}\frac{{{Q^2}}}{C}$ .

Xem đáp án và lời giải

Lời giải do TopStudy biên soạn

Đáp án: D

Đáp án đúng là D

Năng lượng tụ điện $W = \frac{1}{2}\frac{{{Q^2}}}{C} = \frac{1}{2}C{U^2} = \frac{1}{2}QU$

Câu 2

1 điểm

Trên vỏ một tụ điện có ghi 20 pF – 200 V. Tụ điện tích trữ được năng lượng tối đa là

Đáp án A: 4.10 $^{-7}$ J.
Đáp án B: 8.10 $^{-7}$ J.
Đáp án C: 4.10 $^{-4}$ J.
Đáp án D: 4.10 $^{5}$ J.

Xem đáp án và lời giải

Lời giải do TopStudy biên soạn

Đáp án: A

Đáp án đúng là A

$W = \frac{1}{2}C{U^2} = \frac{1}{2} \cdot 20 \cdot {10^{ - 12}} \cdot {200^2} = 4 \cdot {10^{ - 7}}{\rm{\;J}}$

Câu 3

1 điểm

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

Đáp án A: tăng 2 lần.
Đáp án B: tăng 4 lần
Đáp án C: không đổi.
Đáp án D: giảm 4 lần.

Xem đáp án và lời giải

Lời giải do TopStudy biên soạn

Đáp án: B

Đáp án đúng là B

Với điện dung C xác định, năng lượng của tụ điện tỉ lệ với bình phương hiệu điện thế giữa hai bản tụ điện.

Câu 4

1 điểm

Trong một đèn flash chụp ảnh đơn giản, người ta sử dụng một tụ điện để có thể phát ra một chùm sáng với cường độ đủ lớn trong thời gian ngắn. Giả sử tụ điện được sử dụng có điện dung 0,20 F được sạc bằng pin 9,0 V, sau đó tụ phóng điện trong 0,001 s. Công suất phóng điện của tụ là

Đáp án A: 8,1 W.
Đáp án B: 8100 W.
Đáp án C: 810 W.
Đáp án D: 81 W.

Xem đáp án và lời giải

Lời giải do TopStudy biên soạn

Đáp án: B

Đáp án đúng là B

Năng lượng của tụ điện: $W = \frac{1}{2}C{U^2} = \frac{1}{2} \cdot 0{,}20 \cdot 9,{0^2} = 8{,}1{\rm{\;J}}$ .

Công suất phóng điện của tụ điện: ${\rm{P}} = \frac{W}{t} = \frac{{8{,}1}}{{0{,}001}} = 8100\;W$

Câu 5

1 điểm

Hai đầu tụ 20 μF có hiệu điện thế 5V thì năng lượng tụ tích được là

Đáp án A: 0,25 mJ.
Đáp án B: 500 J.
Đáp án C: 50 mJ.
Đáp án D: 50 μJ.

Xem đáp án và lời giải

Lời giải do TopStudy biên soạn

Đáp án: A

Đáp án đúng là: A

${\rm{W}} = \frac{{C{U^2}}}{2} = \frac{{{{20.10}^{ - 6}}{{.5}^2}}}{2} = {250.10^{ - 6}}J = 0{,}25mJ$

Câu 6

1 điểm

Một tụ điện được tích điện bằng một hiệu điện thế 10 V thì năng lượng của tụ là 10 mJ. Nếu muốn năng lượng của tụ là 22,5 mJ thì hai bản tụ phải có hiệu điện thế là

Đáp án A: 15 V.
Đáp án B: 7,5 V.
Đáp án C: 20 V.
Đáp án D: 40 V.

Xem đáp án và lời giải

Mở lời giải câu 6

Câu 7

1 điểm

Tụ điện có điện dung 2μF có khoảng cách giữa hai bản tụ là 1cm được tích điện với nguồn điện có hiệu điện thế 24V. Ngắt tụ khỏi nguồn và nối hai bản tụ bằng dây dẫn thì năng lượng tụ giải phóng ra là:

Đáp án A: 5,76.10 $^{-4}$ J.
Đáp án B: 1,152.10 $^{-3}$ J.
Đáp án C: 2,304.10 $^{-3}$ J.
Đáp án D: 4,217.10 $^{-3}$ J.

Xem đáp án và lời giải

Mở lời giải câu 7

Câu 8

1 điểm

Một tụ điện phẳng có điện môi là không khí có điện dung là 2 μF, khoảng cách giữa hai bản tụ là 1 mm. Biết điện trường giới hạn đối với không khí là 3.10

^{6}

V/m. Năng lượng tối đa mà tụ tích trữ được là:

Đáp án A: 4,5 J.
Đáp án B: 9 J.
Đáp án C: 18 J.
Đáp án D: 13,5 J.

Xem đáp án và lời giải

Mở lời giải câu 8

Câu 9

1 điểm

Hai tụ giống nhau có điện dung C ghép nối tiếp nhau và nối vào nguồn một chiều hiệu điện thế U thì năng lượng của bộ tụ là W

_{t}

, khi chúng ghép song song và nối vào hiệu điện thế cũng là U thì năng lượng của bộ tụ là W

_{s}

. ta có:

Đáp án A: W $_{t}$ = W $_{s}$ .
Đáp án B: W $_{s}$ = 4W $_{t}$ .
Đáp án C: W $_{s}$ = 2W $_{t}$ .
Đáp án D: W $_{t}$ = 4W $_{s}$ .

Xem đáp án và lời giải

Mở lời giải câu 9

Câu 10

1 điểm

Một bộ tụ điện gồm 10 tụ điện giống nhau (C = 8 µF) ghép nối tiếp với nhau. Bộ tụ điện được nối với hiệu điện thế không đổi U = 150 (V). Độ biến thiên năng lượng của bộ tụ điện sau khi có một tụ điện bị đánh thủng là:

Đáp án A: ΔW = 9 (mJ).
Đáp án B: ΔW = 10 (mJ).
Đáp án C: ΔW = 19 (mJ).
Đáp án D: ΔW = 1 (mJ).

Xem đáp án và lời giải

Mở lời giải câu 10

Phần II. Trắc nghiệm đúng sai

Câu 11

1 điểm

PHẦN II. TRẮC NGHIỆM ĐÚNG – SAI

Một tụ điện có điện dung $C = 20\mu F$ được tích điện đến hiệu điện thế $U = 100V$ .

Ý a: Điện tích của tụ là 2mC.
Ý b: Năng lượng điện trường tích trữ trong tụ là 0,1J.
Ý c: Nếu tăng hiệu điện thế lên 200V thì năng lượng của tụ tăng 4 lần.
Ý d: Khi hiệu điện thế giảm một nửa thì năng lượng của tụ giảm một nửa.

Xem đáp án và lời giải

Mở lời giải câu 11

Câu 12

1 điểm

Một tụ điện có điện dung

C = 50\mu F

, được tích điện với điện tích

Q = 1mC

Ý a: Hiệu điện thế giữa hai bản tụ là 20V.
Ý b: Năng lượng của tụ bằng 0,01J.
Ý c: Nếu điện tích của tụ tăng gấp đôi thì năng lượng tăng gấp đôi.
Ý d: Nếu điện tích giảm còn một nửa mà điện dung không đổi thì năng lượng giảm còn một phần tư.

Xem đáp án và lời giải

Mở lời giải câu 12

Câu 13

1 điểm

Một tụ điện

C = 10\mu F

được tích điện đến hiệu điện thế 60V rồi ngắt khỏi nguồn.

Ý a: Năng lượng ban đầu của tụ bằng 0,018J.
Ý b: Sau khi ngắt khỏi nguồn, điện tích trên tụ được bảo toàn nếu không có sự phóng điện.
Ý c: Nếu làm điện dung của tụ tăng lên $20\mu F$ thì năng lượng của tụ giảm còn một nửa.
Ý d: Trong quá trình tăng điện dung khi tụ đã ngắt nguồn, hiệu điện thế giữa hai bản tụ tăng.

Xem đáp án và lời giải

Mở lời giải câu 13

Câu 14

1 điểm

Một tụ điện có điện dung

C = 5\mu F

được tích điện đến hiệu điện thế 200V.

Ý a: Điện tích của tụ bằng 1mC.
Ý b: Năng lượng tích trữ trong tụ bằng 0,1J.
Ý c: Nếu vẫn giữ nguyên điện dung và tăng hiệu điện thế lên 400V, năng lượng tăng thêm 0,3J.
Ý d: Khi hiệu điện thế tăng từ 200V lên 400V, điện tích của tụ tăng 4 lần.

Xem đáp án và lời giải

Mở lời giải câu 14

Câu 15

1 điểm

Hai tụ điện có điện dung

{C_1} = 10\mu F

và

{C_2} = 20\mu F

được mắc song song vào nguồn

U = 30V

Ý a: Điện dung tương đương của bộ tụ là $30\mu F$ .
Ý b: Năng lượng của tụ ${C_1}$ là 0,0045J.
Ý c: Năng lượng của tụ ${C_2}$ là 0,009J.
Ý d: Tổng năng lượng của bộ tụ là 0,0135J.

Xem đáp án và lời giải

Mở lời giải câu 15

Câu 16

1 điểm

Hai tụ điện

{C_1} = 6\mu F

và

{C_2} = 3\mu F

được mắc nối tiếp vào nguồn 18V.

Ý a: Điện dung tương đương của bộ tụ là $2\mu F$ .
Ý b: Điện tích trên mỗi tụ có độ lớn $36\mu C$ .
Ý c: Hiệu điện thế trên ${C_1}$ bằng 6V.
Ý d: Năng lượng tích trữ trên ${C_2}$ lớn hơn trên ${C_1}$ .

Xem đáp án và lời giải

Mở lời giải câu 16

Câu 17

1 điểm

Một tụ điện có điện dung

C = 40\mu F

đang tích trữ năng lượng 0,2J.

Ý a: Hiệu điện thế giữa hai bản tụ bằng 100V.
Ý b: Điện tích của tụ bằng 4mC.
Ý c: Nếu điện dung tăng lên $160\mu F$ trong khi tụ được nối với nguồn giữ nguyên hiệu điện thế thì năng lượng tăng 4 lần.
Ý d: Nếu tụ được ngắt khỏi nguồn trước khi tăng điện dung lên 160μF thì năng lượng vẫn không đổi.

Xem đáp án và lời giải

Mở lời giải câu 17

Câu 18

1 điểm

Một tụ điện được tích điện rồi ngắt khỏi nguồn. Sau đó khoảng cách giữa hai bản tụ được tăng lên.

Ý a: Điện dung của tụ giảm.
Ý b: Điện tích của tụ không đổi nếu không có phóng điện.
Ý c: Hiệu điện thế giữa hai bản tụ tăng.
Ý d: Năng lượng điện trường của tụ tăng.

Xem đáp án và lời giải

Mở lời giải câu 18

Câu 19

1 điểm

Một tụ điện có điện dung

C = 25\mu F

được tích điện đến

U = 40V

. Sau đó tụ được ngắt khỏi nguồn và điện dung giảm còn

20\mu F

Ý a: Điện tích của tụ trước khi ngắt nguồn là 1mC.
Ý b: Sau khi thay đổi điện dung, hiệu điện thế trên tụ là 50V.
Ý c: Năng lượng ban đầu của tụ là 0,02J.
Ý d: Năng lượng sau khi thay đổi điện dung là 0,025J.

Xem đáp án và lời giải

Mở lời giải câu 19

Câu 20

1 điểm

Một tụ điện có điện dung

C = 8\mu F

được tích điện đến hiệu điện thế 50V. Sau đó tụ được nối song song với một tụ điện chưa tích điện có điện dung

{C_2} = 12\mu F

. Hệ được cô lập, bỏ qua hao phí.

Ý a: Điện tích ban đầu của tụ $C$ là $400\mu C$ .
Ý b: Sau khi nối hai tụ, hiệu điện thế chung là 20V.
Ý c: Năng lượng điện trường của hệ sau khi nối hai tụ bằng 0,004J.
Ý d: Một phần năng lượng ban đầu của tụ đã chuyển thành nhiệt do quá trình phân bố điện tích.