Bài 21.16 trang 42, 43, 44, 45, 46 SBT Vật lý 11 - Kết nối tri thức: Khi sử dụng một tụ điện loại b và một tụ điện loại c trong Hình 21.6 để ghép thành bộ tụ điện...

Khi sử dụng một tụ điện loại b và một tụ điện loại c trong Hình 21.6 để ghép thành bộ tụ điện. Hãy so sánh năng lượng bộ tụ điện ghép song song và bộ tụ điện ghép nối tiếp khi chúng được tích điện đến mức tối đa cho phép.

A. Năng lượng của bộ tụ điện ghép song song lớn hơn của bộ tụ điện ghép ,

nối tiếp.

B. Hai cách ghép đều cho kết quả như nhau.

C. Năng lượng của bộ tụ điện ghép song song nhỏ hơn của bộ tụ điện ghép,

nối tiếp.

D. Cả ba phương án A, B, C đều có thể xảy ra.

Phương pháp giải :

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

Lời giải chi tiết :

Ta có : ghép nối tiếp hai tụ ta được điện dung của bộ :

\(\frac{1}{{{C_b}}} = \frac{1}{{{C_1}}} + \frac{1}{{{C_2}}}\) và \({C_{{b_1}}} < {C_1};{C_2}\)(1)

Khi ghép nối song song hai tụ ta có điện dung của bộ:

\({C_b} = {C_1} + {C_2}\)và \({C_{{b_2}}} > {C_1};{C_2}\)(2)

Từ (1) và (2) ta có : \({C_{{b_2}}} > {C_{{b_1}}}\)

Ta có năng lượng của tụ : \(W = \frac{{{Q^2}}}{{2C}}\)

=> Năng lượng giảm khi điện dung C tăng => Năng lượng của bộ tụ ghép nối tiếp lớn hơn năng lượng của bộ tụ ghép song song.

Đáp án : C