Trong một ngày giông bão, xét một đám mây tích điện mang lượng điện tích âm có độ lớn 30 C đang ở độ cao 35 km

Trong một ngày giông bão, xét một đám mây tích điện mang lượng điện tích âm có độ lớn 30 C đang ở độ cao 35 km so với mặt đất. Giả sử đám mây này có dạng đĩa tròn với bán kính 0,8 km; xem như đám mây và mặt đất tương đương với hai bản của một "tụ điện” phẳng với lớp điện môi giữa hai bản là không khí. Cho biết điện dung của tụ điện phẳng có thể được xác định bằng công thức:

Sách bài tập Vật Lí 11 Bài 14: Tụ điện - Chân trời sáng tạo

Bài 14.6 (VD) trang 55 Sách bài tập Vật Lí 11: Trong một ngày giông bão, xét một đám mây tích điện mang lượng điện tích âm có độ lớn 30 C đang ở độ cao 35 km so với mặt đất. Giả sử đám mây này có dạng đĩa tròn với bán kính 0,8 km; xem như đám mây và mặt đất tương đương với hai bản của một "tụ điện” phẳng với lớp điện môi giữa hai bản là không khí. Cho biết điện dung của tụ điện phẳng có thể được xác định bằng công thức:

$C=\frac{\epsilon S}{4\pi kd}$

Trong đó: $k={9.10}^9\frac{{\text{Nm}}^2}{{\text{C}}^2}$ .

 $\epsilon$ là hằng số điện môi của lớp điện môi giữa hai bản tụ ( $\epsilon \approx 1$ với không khí).

S (m²) là diện tích của bản tụ.

d (m) là khoảng cách giữa hai bản tụ.

a) Xác định giá trị điện dung C của "tụ điện" nói trên.

b) Xác định cường độ điện trường trong khoảng giữa đám mây và mặt đất. Giả sử điện trường trong vùng không gian này là điện trường đều.

Lời giải:

a) Điện dung của "tụ điện" là: $C=\frac{\epsilon S}{4\pi kd}=\frac{1\cdot \pi \cdot {\left(0,8\cdot {10}^3\right)}^2}{4\pi \cdot 9\cdot {10}^9\cdot \left(35\cdot {10}^3\right)}\approx 5,1\cdot {10}^{-10}\text{ F}$ .

b) Hiệu điện thế giữa hai bản tụ là: $U=\frac{Q}{C}=\frac{30}{5,1\cdot {10}^{-10}}\approx 5,9\cdot {10}^{10}\text{ V}$ .

Cường độ điện trường trong khoảng giữa đám mây và mặt đất (giữa hai bản tụ) là: $E=\frac{U}{d}=\frac{5,9\cdot {10}^{10}}{35\cdot {10}^3}\approx 1,{7.10}^6\text{ V/m}$

Lời giải SBT Vật Lí 11 Bài 14: Tụ điện hay khác:

• Câu 14.1 (B) trang 53 Sách bài tập Vật Lí 11: Đại lượng nào đặc trưng cho khả năng tích điện của tụ điện?....

• Câu 14.2 (B) trang 53 Sách bài tập Vật Lí 11: Chọn từ/cụm từ thich hợp trong bảng dưới đây để điền vào các chỗ trống: phụ thuộc, không phụ thuộc, cường độ điện trường....

• Câu 14.3 (B) trang 53 Sách bài tập Vật Lí 11: Ghép nối tiếp hai tụ điện có điện dung lần lượt là C₁ và C₂ (với $C_1>C_2$ ) thành một bộ tụ có điện dung C. Sắp xếp đúng là....

• Câu 14.4 (B) trang 53 Sách bài tập Vật Lí 11: Trên vỏ một tụ điện có ghi $1000\mu \text{F}-63\text{ V}$ . Điện tích tối đa có thể tích cho tụ có giá trị là....

• Câu 14.5 (H) trang 54 Sách bài tập Vật Lí 11: Hệ nào sau đây có thể coi tương đương như một tụ điện?....

• Bài 14.1 (B) trang 54 Sách bài tập Vật Lí 11: Các thông số được ghi trên các tụ điện trong Hình 14.1 cho biết điều gì?....

• Bài 14.2 (B) trang 54 Sách bài tập Vật Lí 11: Có nhận định cho rằng: "Để giảm điện dung của một tụ điện bất kì thì ta chỉ cần tăng hiệu điện thế giữa hai bản của tụ điện đó". ....

• Bài 14.3 (H) trang 54 Sách bài tập Vật Lí 11: Nối hai bản của tụ điện 1 với hai cực của một nguồn điện không đổi thì hiệu điện thế giữa hai bản tụ là U và điện tích của tụ là Q....

• Bài 14.4 (H) trang 54 Sách bài tập Vật Lí 11: Một tụ điện phẳng không khí được nối với hai cực của một nguồn điện không đổi để tích điện....

• Bài 14.5 (H) trang 55 Sách bài tập Vật Lí 11: Điện dung của một tụ điện phẳng thay đổi như thế nào nếu tăng diện tích của hai bản tụ....

• Bài 14.7 (VD) trang 55 Sách bài tập Vật Lí 11: Trong một số bàn phím máy tính, mỗi nút bấm được gắn với một tụ điện phẳng hai bản song song (có mô hình minh hoạ như Hình 14.2).....

• Bài 14.8 (VD) trang 56 Sách bài tập Vật Lí 11: Cho các tụ điện với điện dung $C_1=C_4=3\mu \text{F},C_2=C_3=6\mu \text{F}$ , ban đầu không tích điện được nối với nhau theo sơ đồ....