Một tụ điện có điện dung 20 μF mắc vào hiệu điện thế của nguồn một chiều thì điệ…
Để giải quyết bài toán này, chúng ta sẽ lần lượt thực hiện các bước sau:
Bước 1: Tóm tắt các đại lượng đã cho và đổi đơn vị về hệ SI (nếu cần thiết).
Đây là một bước rất quan trọng giúp chúng ta tránh nhầm lẫn trong quá trình tính toán.
- Điện dung của tụ điện: \(C = 20 \, \mu F\). Chúng ta cần đổi sang đơn vị Fara (F):
\[C = 20 \times 10^{-6} \, F\] - Điện tích của tụ điện: \(Q = 80 \, \mu C\). Chúng ta cần đổi sang đơn vị Culông (C):
\[Q = 80 \times 10^{-6} \, C\] - Khoảng cách giữa hai bản tụ: \(d = 0,8 \, cm\). Chúng ta cần đổi sang đơn vị mét (m):
\[d = 0,8 \times 10^{-2} \, m\]
Đề bài yêu cầu chúng ta tìm cường độ điện trường giữa hai bản tụ, ký hiệu là \(E\).
Bước 2: Xác định hiệu điện thế giữa hai bản tụ điện.
Chúng ta biết rằng điện tích \(Q\) trên một tụ điện có điện dung \(C\) khi được mắc vào một hiệu điện thế \(U\) được tính theo công thức:
\[Q = C \cdot U\]
Từ công thức này, chúng ta có thể suy ra hiệu điện thế \(U\) giữa hai bản tụ:
\[U = \frac{Q}{C}\]
Bây giờ, chúng ta thay các giá trị đã đổi đơn vị vào công thức:
\[U = \frac{80 \times 10^{-6} \, C}{20 \times 10^{-6} \, F}\]
Thực hiện phép tính, chúng ta sẽ có:
\[U = 4 \, V\]
Vậy hiệu điện thế giữa hai bản tụ là 4 V.
Bước 3: Tính cường độ điện trường giữa hai bản tụ điện.
Trong không gian giữa hai bản của một tụ điện phẳng, điện trường thường được coi là điện trường đều. Đối với điện trường đều, cường độ điện trường \(E\) liên hệ với hiệu điện thế \(U\) giữa hai điểm và khoảng cách \(d\) giữa chúng theo công thức:
\[E = \frac{U}{d}\]
Bây giờ, chúng ta đã có hiệu điện thế \(U = 4 \, V\) và khoảng cách \(d = 0,8 \times 10^{-2} \, m\). Thay các giá trị này vào công thức:
\[E = \frac{4 \, V}{0,8 \times 10^{-2} \, m}\]
Thực hiện phép tính:
\[E = \frac{4}{0,008} \, V/m\]
\[E = 500 \, V/m\]
Bước 4: Kết luận.
Vậy, cường độ điện trường giữa hai bản tụ có độ lớn là \(500 \, V/m\).
Các em thấy đó, chỉ cần nắm vững các công thức cơ bản và thực hiện tính toán cẩn thận, chúng ta có thể giải quyết bài toán một cách dễ dàng. Hãy luyện tập thêm để thành thạo nhé!
Đáp án:
500V/m
Giải thích các bước giải:
\(\begin{array}{l}
C = 20\mu F = {2.10^{ – 5}}F\\
Q = 80\mu C = {8.10^{ – 5}}C\\
d = 0,8cm = 0,008m\\
E = ?
\end{array}\)
Điện trường giữa hai bản tụ có độ lớn:
\[E = \frac{U}{d} = \frac{Q}{{C.d}} = \frac{{{{8.10}^{ – 5}}}}{{{{2.10}^{ – 5}}.0,008}} = 500V/m\]
Đáp án: 500V/m