Một tụ điện A có điện dung 0,6 uF được gắn vào hai đầu một nguồn điện không đổi

Trang trước Trang sau

Bài 15.6 (VD) trang 59 Sách bài tập Vật Lí 11: Một tụ điện A có điện dung $0, 6 μ F$ được gắn vào hai đầu một nguồn điện không đổi có hiệu điện thế 50 V. Sau đó, tụ được ngắt tụ ra khỏi nguồn và ghép song song với với một tụ điện B có điện dung $0, 4 μ F$ chưa tích điện. Trong quá trình nối có một tia lửa điện nhỏ được phát ra. Hãy tính năng lượng của tia lửa điện phát ra khi nối hai tụ điện với nhau nếu giả sử toàn bộ lượng năng lượng mất mát trong quá trình ghép tụ được chuyển hoá thành năng lượng của tia lửa điện.

Lời giải:

Năng lượng của tụ điện A trước khi được nối là: $W = \frac{1}{2} C_{1} U^{2} = \frac{1}{2} \cdot 0, 6 \cdot 10^{- 6} \cdot 50^{2} = 7, 5 \cdot 10^{- 4} J$

Theo định luật bảo toàn điện tích, ta có: $Q = Q_{1} + Q_{2} \Rightarrow C_{1} U = C_{1} U^{'} + C_{2} U^{'} \Rightarrow U^{'} = \frac{C_{1} U}{C_{1} + C_{2}} = \frac{0, 6 \cdot 10^{- 6} \cdot 50}{0, 6 \cdot 10^{- 6} + 0, 4 \cdot 10^{- 6}} = 30 V$

Năng lượng của tụ điện A và B sau khi được nối là: $W^{'} = \frac{1}{2} C_{1} U^{' 2} + \frac{1}{2} C_{2} U^{' 2} = \frac{1}{2} \cdot 0, 6 \cdot 10^{- 6} \cdot 30^{2} + \frac{1}{2} \cdot 0, 4 \cdot 10^{- 6} \cdot 30^{2} = 4, 5 \cdot 10^{- 4} J$

Năng lượng của tia lửa điện phát ra khi nối hai tụ điện với nhau là:

$Δ W = W - W^{'} = 7, 5 \cdot 10^{- 4} - 4, 5 \cdot 10^{- 4} = 3 \cdot 10^{- 4} J$

Lời giải SBT Vật Lí 11 Bài 15: Năng lượng và ứng dụng của tụ điện hay khác:

Xem thêm các bài giải sách bài tập Vật Lí lớp 11 Chân trời sáng tạo hay, chi tiết khác:

Trang trước Trang sau

Giải bài tập lớp 11 Chân trời sáng tạo khác