35 câu Trắc nghiệm Điện thế, hiệu điện thế, tụ điện (có đáp án 2024) – Vật Lí 11 Cánh diều

Lý thuyết Vật Lí lớp 11 Bài 3: Điện thế, hiệu điện thế, tụ điện

A. Lý thuyết Điện thế, hiệu điện thế, tụ điện

I. Thế năng của điện tích trong điện trường

1. Công của lực điện

Công thực hiện để di chuyển một điện tích dương q một đoạn d dọc theo đường sức trong điện trường đều có cường độ E, từ phía bản điện tích âm về phía bản điện tích dương là A = F.d = qEd

2. Thế năng

· Thế năng của điện tích q dương tại điểm M trong điện trường đều là:

WM = A = qEd

Với WM là thế năng của điện tích tại điểm M và d là khoảng cách giữa điểm M và bản âm.

· Nếu điện tích q ở trong điện trường bất kì thì ta lấy thế năng bằng công của lực điện khi di chuyển điện tích q từ M ra xa vô cùng

 $W_M=A_{M\infty }$

II. Điện thế và hiệu điện thế

1. Điện thế

· Thế năng của một điện tích q trong điện trường đặc trưng cho khả năng sinh công của điện trường khi đặt điện tích q tại điểm đang xét.

WM = VMq

· Điện thế tại một điểm trong điện trường đặc trưng cho điện trường tại điểm đó về thế năng

 $V_M=\frac{A_{M\infty }}{q}=\frac{W_M}{q}$

Đơn vị của điện thế là vôn, kí hiệu là V

2. Hiệu điện thế

Hiệu điện thế giữa hai điểm M, N trong điện trường đặc trưng cho khả năng sinh công của điện trường khi di chuyển điện tích từ M đến N

$U_{MN}=V_M-V_N=\frac{A_{MN}}{q}$

Đơn vị của hiệu điện thế là vôn, kí hiệu là V

3. Liên hệ giữa cường độ điện trường và hiệu điện thế

Mối liên hệ giữa cường độ điện trường và hiệu điện thế giữa hai điểm trong điện trường đều: $E=\frac{U_{MN}}{d}=\frac{U}{d}$ với d = MN.

III. Tụ điện

1. Khái niệm tụ điện

· Một hệ hai vật dẫn ở gần nhau, ngăn cách với nhau bằng một lớp chất cách điện, được gọi là chất điện môi, tạo nên một tụ điện. Mỗi vật dẫn đó được gọi là một bản của tụ điện.

· Để tích điện cho tụ điện, nối hai bản tụ điện với hai cực của một nguồn điện. Khi tụ điện đã được tích điện, độ lớn của điện tích trên mỗi bản được gọi là điện tích của tụ điện.

2. Điện dung của tụ điện

· Điện dung của tụ điện là đại lượng đặc trưng cho khả năng tích điện của tụ điện ở một hiệu điện thế nhất định và được xác định bằng thương số giữa điện tích của tụ điện và hiệu điện thế giữa hai bản:

$C=\frac{Q}{U}$

Trong đó Q là độ lớn điện tích trên mỗi bản của tụ điện và U là hiệu điện thế giữa hai bản tụ điện.

Đơn vị của điện dung là fara, kí hiệu là F.

· Một số ước của fara:

1 micrôfara ($\mu F$) = 10-6 F

1 nanôfara (nF) = 10-9 F

1 picôfara (pF) = 10-12 F

3. Điện dung của bộ tụ điện ghép song song

$\begin{array}{l}U=U_1=U_2=\mathrm{...}\\ Q=Q_1+Q_2+\mathrm{...}\\ C=C_1+C_2+\mathrm{...}\end{array}$

4. Điện dung của bộ tụ điện ghép nối tiếp

$\begin{array}{l}U=U_1+U_2+\mathrm{...}\\ Q=Q_1=Q_2=\mathrm{...}\\ \frac{1}{C}=\frac{1}{C_1}+\frac{1}{C_2}+\mathrm{...}\end{array}$

5. Năng lượng của tụ điện

 $W=\frac{C{U}^2}{2}=\frac{Q^2}{2C}=\frac{QU}{2}$

B. Trắc nghiệm Điện thế, hiệu điện thế, tụ điện

Câu 1. Hai tụ điện có điện dung lần lượt ${\text{C}}_1=1\mu \text{F},{\text{C}}_2=3\mu \text{F}$ ghép nối tiếp. Mắc bộ tụ điện đó vào hai cực của nguồn điện có hiệu điện thế $U=40\text{V}$. Điện tích của các tụ điện là:

A. $Q_1=40\cdot {10}^{-6}\text{C}$ và $Q_2=120\cdot {10}^{-6}\text{C}$.

B. $Q_1=Q_2={30.10}^{-6}\text{C}$.

C. $Q_1=7,5\cdot {10}^{-6}\text{C}$ và $Q_2=22,5\cdot {10}^{-6}\text{C}$

D. $Q_1=Q_2=160\cdot {10}^{-6}\text{C}$.

Câu 2. Biết điện thế tại điểm M trong điện trường đều trái đất là 120 V. Mốc thế năng điện được chọn tại mặt đất. Electron đặt tại điểm M có thế năng là:

A. $-192\cdot {10}^{-19}V.$

B. $-192\cdot {10}^{-19}\mathrm{J.}$

C. $192\cdot {10}^{-19}V$.

D. $192\cdot {10}^{-19}\mathrm{J.}$

Câu 3. Công của lực điện trường dịch chuyển một điện tích 5.10-6 C dọc theo chiều một đường sức trong một điện trường đều 1000 V/m trên quãng đường dài 0,5m là

A. 25.10-3 J.

B. 5.10-3 J.

C. 2,5.10-3 J.

D. 5.10-4 J.

Câu 4: 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

A. 063 C.

B. 0,063 C.

C. 63 C.

D. 63 000 C.

Câu 5: Đại lượng nào đặc trưng cho khả năng tích điện của tụ điện?

A. Hiệu điện thế giữa hai bản tụ.

B. Hằng số điện môi.

C. Cường độ điện trường bên trong tụ.

D. Điện dung của tụ điện.

Câu 6. Công của lực điện trong dịch chuyển của một điện tích trong điện trường đều được tính bằng công thức: $\text{A}=\text{qEd}$, trong đó:

A. d là quãng đường đi được của điện tích q.

B. d là độ dịch chuyển của điện tích q.

C. d là hình chiếu của độ dịch chuyển trên phương vuông góc với đường sức điện trường.

D. d là hình chiếu của độ dịch chuyển trên phương song song với đường sức điện trường.

Câu 7. Đặt vào hai bản kim loại phẳng song song một hiệu điện thế $U=100\text{V}$. Một hạt bụi mịn có điện tích $q=+3,2\cdot {10}^{-19}\text{C}$ lọt vào chính giữa khoảng điện trường đều giữa hai bản phẳng. Coi tốc độ hạt bụi khi bắt đầu vào điện trường đều bằng 0, bỏ qua lực cản của môi trường. Động năng của hạt bụi khi va chạm với bản nhiễm điện âm bằng:

A. $W_0=6,4\cdot {10}^{-17}\text{J}$.

B. $W_d=3,2\cdot {10}^{-17}\text{J}$.

C. $W_d=1,6\cdot {10}^{-17}\text{J}$.

D. $W_d=0\text{J}$.

Câu 8. Biết điện thế tại điểm M trong điện trường là 20V. Electron có điện tích e = -1,6.10-19 C đặt tại điểm M có thế năng là:

A. 3,2.10-18 J.

B. -3,2.10-18 J.

C. 1,6.1020 J.

D. -1,6.1020 J.

Câu 9. Đặt vào hai bản kim loại phẳng song song một hiệu điện thế $U=100\text{V}$. Một hạt bụi mịn có điện tích $q=+3,2\cdot {10}^{-19}\text{C}$ lọt vào chính giữa khoảng điện trường đều giữa hai bản phẳng. Coi tốc độ hạt bụi khi bắt đầu vào điện trường đều bằng 0, bỏ qua lực cản của môi trường. Động năng của hạt bụi khi va chạm với bản nhiễm điện âm bằng:

A. $W_0=6,4\cdot {10}^{-17}\text{J}$

B. $W_d=3,2\cdot {10}^{-17}\text{J}$.

C. $W_d=1,6\cdot {10}^{-17}\text{J}$

D. $W_d=0\text{J}$.

Câu 10. Điện thế tại một điểm M trong điện trường bất kì có cường độ điện trường $\overrightarrow{E}$ không phụ thuộc vào

A. vị trí điểm M.

B. cường độ điện trường $\overrightarrow{E}$.

C. điện tích q đặt tại điểm M.

D. vị trí được chọn làm mốc của điện thế.

Câu 11: Trên vỏ một tụ điện có ghi 20 pF – 200 V. Tụ điện tích trữ được năng lượng tối đa là

A. 4.10-7 J.

B. 8.10-7 J.

C. 4.10-4 J.

D. 4.105 J.

Câu 12. Biết hiệu điện thế UMN = 5 V. Hỏi đẳng thức nào dưới đây chắc chắn đúng?

A. VM = 5 V.

B. VN = 5 V.

C. VM - VN = 5 V.

D. VN - VM = 5V.