Bài 21.17 trang 42, 43, 44, 45, 46 SBT Vật lý 11 - Kết nối tri thức: Hai tụ điện a và b (Hình 21. 7) đã được tích điện lần lượt tới hiệu điện thế \({U_a} = 100\)V và \({U_b} =...

Hai tụ điện a và b (Hình 21.7) đã được tích điện lần lượt tới hiệu điện thế \({U_a} = 100\)V và \({U_b} = 120\)V. Sau đó đem ghép nối hai tụ điện bằng cách nối hai dây dương (màu đỏ) với nhau và nối hai dây âm (màu trắng) với nhau.

a) Hãy vẽ sơ đồ mạch điện ghép nối.

b) Xác định năng lượng của mỗi tụ điện trước và sau khi ghép nối.

Phương pháp giải :

Các kiến thức liên quan đến ghép tụ điện và năng lượng của tụ điện.

Lời giải chi tiết :

a) Đem ghép nối hai tụ điện bằng cách nối hai dây dương (màu đỏ) với nhau và nối hai dây âm (màu trắng) với nhau => ghép tụ song song.

b) Năng lượng của hai tụ trước khi ghép nối :

\({W_a} = \frac{{C.{U^2}}}{2} = \frac{{{{2.10}^{ - 6}}{{.100}^2}}}{2} = 0,01J\)

\({W_b} = \frac{{C.{U^2}}}{2} = \frac{{1,{{5.10}^{ - 6}}{{.120}^2}}}{2} = 0,0108J\)

Điện tích của tụ a là : \({Q_a} = {C_a}.{U_a} = {2.10^{ - 6}}.100 = {2.10^{ - 4}}C\)

Điện tích của tụ b là : \({Q_b} = {C_b}.{U_b} = 1,{5.10^{ - 6}}.120 = 1,{8.10^{ - 4}}C\)

Điện tích của tụ ghép song song là :\({Q_B} = {Q_a} + {Q_b} = 3,{8.10^{ - 4}}C\)

=> Năng lượng của bộ tụ sau khi ghép nối :

\({W_B} = \frac{{{Q_B}^2}}{{2{C_B}}} = \frac{{{{(3,{{8.10}^{ - 4}})}^2}}}{{2\left( {2\mu + 1,5\mu } \right)}} = 0,021J\)