Bài tập — Bài 21: Tụ điện

Phần 1: Câu hỏi Trắc nghiệm (Nhận biết & Thông hiểu)

Câu 1. Nội dung nào sau đây phản ánh đúng kiến thức cần ghi nhớ trong bài Bài 21: Tụ điện? A. Tụ điện dùng để tích điện và lưu trữ năng lượng điện trường. B. Bỏ qua các khái niệm cơ bản và chỉ học thuộc lòng kết quả cuối cùng mà không cần hiểu bản chất. C. Chỉ áp dụng kiến thức trong một trường hợp duy nhất, không cần kiểm tra điều kiện hay đơn vị. D. Các nội dung trong bài hoàn toàn độc lập và không có mối liên hệ nào với thực tiễn hay các bài học khác.

Câu 2. Khi học và vận dụng bài Bài 21: Tụ điện, khẳng định nào dưới đây là chính xác? A. Không cần đọc kĩ đề bài hay phân tích dữ kiện trước khi thực hiện các bước giải. B. Điện dung $C = Q/U$ , đơn vị fara ( $\text{F}$ ); $C$ chỉ phụ thuộc cấu tạo của tụ. C. Mọi khái niệm trong bài đều có thể thay thế tùy ý cho nhau mà không làm thay đổi kết quả. D. Chỉ cần ghi đáp số ngắn gọn, bỏ qua toàn bộ bước lập luận, giải thích và kiểm tra lại.

Câu 3. Theo phần Kiến thức trọng tâm của bài Bài 21: Tụ điện, phát biểu nào sau đây là đúng? A. Kết luận ngay kết quả khi chưa đối chiếu với quy tắc hoặc định nghĩa trong bài học. B. Thay đổi toàn bộ quy tắc trọng tâm của bài học theo cảm tính cá nhân. C. Tụ điện là một hệ gồm hai vật dẫn đặt gần nhau và cách điện với nhau, dùng để tích điện và lưu trữ năng lượng điện trường. D. Bỏ qua việc rèn luyện qua ví dụ minh họa và bài tập thực hành của tiết học.

Câu 4. Để nắm vững và vận dụng tốt bài Bài 21: Tụ điện, học sinh cần lưu ý điều nào sau đây? A. Không cần ghi nhớ các lưu ý trọng tâm vì chúng không ảnh hưởng đến việc làm bài tập. B. Áp dụng ngược lại hoàn toàn so với quy tắc và hướng dẫn trong phần kiến thức trọng tâm. C. Chỉ cần đọc lướt tiêu đề bài học mà không cần nắm vững nội dung chi tiết từng mục. D. 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, được xác định bằng thương số giữa điện tích $Q$ của tụ điện và hiệu điện thế $U$ giữa hai bản: $C = \frac{Q}{U}$ Đơn vị của điện dung là fara ( $\text{F}$ ).

Phần 2: Bài tập Tự luận & Thực hành theo tiết học

Bài 1 (Cơ bản — Hệ thống hóa kiến thức trọng tâm). Dựa vào phần Kiến thức trọng tâm của bài Bài 21: Tụ điện, em hãy trình bày các khái niệm, quy tắc hoặc nội dung cốt lõi của tiết học và nêu ý nghĩa của chúng.

Bài 2 (Thực hành — Phân tích & Giải mẫu theo ví dụ tiết học). Đọc kĩ tình huống/ví dụ trọng tâm của tiết học dưới đây, sau đó tự trình bày lại các bước thực hiện và nêu nhận xét rút ra:

Một tụ điện phẳng có điện dung $C = 20, \mu\text{F}$ được tích điện đến hiệu điện thế $U = 120, \text{V}$ . Tính điện tích của tụ điện và năng lượng điện trường dự trữ trong tụ.

Bài 3 (Vận dụng — Áp dụng quy tắc ghi nhớ vào bài tập). Vận dụng các điểm ghi nhớ trọng tâm của bài Bài 21: Tụ điện để giải thích hoặc thực hiện yêu cầu thực hành mở rộng sau:

Lời giải: Điện tích của tụ điện: $Q = CU = 20 \cdot 10^{-6} \cdot 120 = 2,4 \cdot 10^{-3}, \text{C}$ . Năng lượng điện trường dự trữ: $W = CU^2/2 = 20 \cdot 10^{-6} \cdot 120^2/2 = 0,144, \text{J}$ .

Bài 4 (Luyện tập học kì — Mức độ Cơ bản). Một bóng đèn có công suất $60\ \text{W}$ thắp sáng trong $2\ \text{giờ}$ . Tính điện năng tiêu thụ theo đơn vị Wh và kWh.

Bài 5 (Luyện tập học kì — Mức độ Thông hiểu). Một bóng đèn ghi $220\ \text{V} - 60\ \text{W}$ . Tính điện trở của bóng đèn và cường độ dòng điện định mức của nó.

Bài 6 (Luyện tập học kì — Mức độ Vận dụng & Nâng cao). Hai điện tích điểm bằng nhau $q_1 = q_2 = 5\ \mu\text{C}$ đặt cách nhau $25\ \text{cm}$ trong chân không. Tính độ lớn lực tương tác giữa hai điện tích.

Phần 3: Đáp án & Hướng dẫn giải chi tiết

1. Đáp án phần Trắc nghiệm

Bảng đáp án: 1-A, 2-B, 3-C, 4-D.
Giải thích chi tiết:
- Câu 1 (A): Khẳng định đúng theo mục Ghi nhớ của bài: "Tụ điện dùng để tích điện và lưu trữ năng lượng điện trường."
- Câu 2 (B): Khẳng định đúng theo nội dung cốt lõi của tiết học: "Điện dung $C = Q/U$ , đơn vị fara ( $\text{F}$ ); $C$ chỉ phụ thuộc cấu tạo của tụ."
- Câu 3 (C): Khẳng định chuẩn xác theo phần Kiến thức trọng tâm: "Tụ điện là một hệ gồm hai vật dẫn đặt gần nhau và cách điện với nhau, dùng để tích điện và lưu trữ năng lượng điện trường."
- Câu 4 (D): Khẳng định đúng theo hướng dẫn trọng tâm của bài: "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, được xác định bằng thương số giữa điện tích $Q$ của tụ điện và hiệu điện thế $U$ giữa hai bản: $C = \frac{Q}{U}$ Đơn vị của điện dung là fara ( $\text{F}$ )."

2. Hướng dẫn giải phần Tự luận & Thực hành

Bài 1:
- Nội dung cốt lõi cần trình bày: Tụ điện là một hệ gồm hai vật dẫn đặt gần nhau và cách điện với nhau, dùng để tích điện và lưu trữ năng lượng điện trường. Hai vật dẫn này gọi là hai bản của tụ điện.
- Tổng kết ghi nhớ: Tụ điện dùng để tích điện và lưu trữ năng lượng điện trường.; Điện dung $C = Q/U$ , đơn vị fara ( $\text{F}$ ); $C$ chỉ phụ thuộc cấu tạo của tụ.; Năng lượng tụ điện: $W = QU/2 = CU^2/2 = Q^2/(2C)$ .
Bài 2:
- Hướng dẫn phân tích & trình bày: Dựa trực tiếp vào dữ kiện trong ví dụ minh họa của tiết học: Một tụ điện phẳng có điện dung $C = 20, \mu\text{F}$ được tích điện đến hiệu điện thế $U = 120, \text{V}$ . Tính điện tích của tụ điện và năng lượng điện trường dự trữ trong tụ.
- Lưu ý khi trình bày: Xác định rõ yêu cầu, áp dụng đúng quy tắc/khái niệm trong mục 1 và kiểm tra lại kết quả cuối cùng.
Bài 3:
- Phương pháp giải: Áp dụng các quy tắc ghi nhớ của bài Bài 21: Tụ điện (Tụ điện dùng để tích điện và lưu trữ năng lượng điện trường.; Điện dung $C = Q/U$ , đơn vị fara ( $\text{F}$ ); $C$ chỉ phụ thuộc cấu tạo của tụ.; Năng lượng tụ điện: $W = QU/2 = CU^2/2 = Q^2/(2C)$ .).
- Lời giải mẫu/Nhận xét: Lời giải: Điện tích của tụ điện: $Q = CU = 20 \cdot 10^{-6} \cdot 120 = 2,4 \cdot 10^{-3}, \text{C}$ . Năng lượng điện trường dự trữ: $W = CU^2/2 = 20 \cdot 10^{-6} \cdot 120^2/2 = 0,144, \text{J}$ .
Bài 4: $A = 120\ \text{Wh} = 0{,}12\ \text{kWh}$ .
Bài 5: $R \approx 806{,}7\ \Omega$ ; $I_{\text{đm}} \approx 0{,}27\ \text{A}$ .
Bài 6: $F = 3{,}6\ \text{N}$ .

Phần 1: Câu hỏi Trắc nghiệm (Nhận biết & Thông hiểu)

C = Q/U

, đơn vị fara (

\text{F}

);

C

chỉ phụ thuộc cấu tạo của tụ. C. Mọi khái niệm trong bài đều có thể thay thế tùy ý cho nhau mà không làm thay đổi kết quả. D. Chỉ cần ghi đáp số ngắn gọn, bỏ qua toàn bộ bước lập luận, giải thích và kiểm tra lại.

Q

của tụ điện và hiệu điện thế

U

giữa hai bản:

C = \frac{Q}{U}

Đơn vị của điện dung là fara (

\text{F}

Phần 2: Bài tập Tự luận & Thực hành theo tiết học

Một tụ điện phẳng có điện dung $C = 20, \mu\text{F}$ được tích điện đến hiệu điện thế $U = 120, \text{V}$ . Tính điện tích của tụ điện và năng lượng điện trường dự trữ trong tụ.

Lời giải: Điện tích của tụ điện: $Q = CU = 20 \cdot 10^{-6} \cdot 120 = 2,4 \cdot 10^{-3}, \text{C}$ . Năng lượng điện trường dự trữ: $W = CU^2/2 = 20 \cdot 10^{-6} \cdot 120^2/2 = 0,144, \text{J}$ .

Bài 4 (Luyện tập học kì — Mức độ Cơ bản). Một bóng đèn có công suất

60\ \text{W}

thắp sáng trong

2\ \text{giờ}

. Tính điện năng tiêu thụ theo đơn vị Wh và kWh.

Bài 5 (Luyện tập học kì — Mức độ Thông hiểu). Một bóng đèn ghi

220\ \text{V} - 60\ \text{W}

. Tính điện trở của bóng đèn và cường độ dòng điện định mức của nó.

Bài 6 (Luyện tập học kì — Mức độ Vận dụng & Nâng cao). Hai điện tích điểm bằng nhau

q_1 = q_2 = 5\ \mu\text{C}

đặt cách nhau

25\ \text{cm}

trong chân không. Tính độ lớn lực tương tác giữa hai điện tích.

Phần 3: Đáp án & Hướng dẫn giải chi tiết

1. Đáp án phần Trắc nghiệm

Bảng đáp án: 1-A, 2-B, 3-C, 4-D.

Giải thích chi tiết:

Câu 1 (A): Khẳng định đúng theo mục Ghi nhớ của bài: "Tụ điện dùng để tích điện và lưu trữ năng lượng điện trường."
Câu 2 (B): Khẳng định đúng theo nội dung cốt lõi của tiết học: "Điện dung $C = Q/U$ , đơn vị fara ( $\text{F}$ ); $C$ chỉ phụ thuộc cấu tạo của tụ."
Câu 3 (C): Khẳng định chuẩn xác theo phần Kiến thức trọng tâm: "Tụ điện là một hệ gồm hai vật dẫn đặt gần nhau và cách điện với nhau, dùng để tích điện và lưu trữ năng lượng điện trường."
Câu 4 (D): Khẳng định đúng theo hướng dẫn trọng tâm của bài: "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, được xác định bằng thương số giữa điện tích $Q$ của tụ điện và hiệu điện thế $U$ giữa hai bản: $C = \frac{Q}{U}$ Đơn vị của điện dung là fara ( $\text{F}$ )."

2. Hướng dẫn giải phần Tự luận & Thực hành

Bài 1:

Nội dung cốt lõi cần trình bày: Tụ điện là một hệ gồm hai vật dẫn đặt gần nhau và cách điện với nhau, dùng để tích điện và lưu trữ năng lượng điện trường. Hai vật dẫn này gọi là hai bản của tụ điện.
Tổng kết ghi nhớ: Tụ điện dùng để tích điện và lưu trữ năng lượng điện trường.; Điện dung $C = Q/U$ , đơn vị fara ( $\text{F}$ ); $C$ chỉ phụ thuộc cấu tạo của tụ.; Năng lượng tụ điện: $W = QU/2 = CU^2/2 = Q^2/(2C)$ .

Bài 2:

Hướng dẫn phân tích & trình bày: Dựa trực tiếp vào dữ kiện trong ví dụ minh họa của tiết học: Một tụ điện phẳng có điện dung $C = 20, \mu\text{F}$ được tích điện đến hiệu điện thế $U = 120, \text{V}$ . Tính điện tích của tụ điện và năng lượng điện trường dự trữ trong tụ.
Lưu ý khi trình bày: Xác định rõ yêu cầu, áp dụng đúng quy tắc/khái niệm trong mục 1 và kiểm tra lại kết quả cuối cùng.

Bài 3:

Phương pháp giải: Áp dụng các quy tắc ghi nhớ của bài Bài 21: Tụ điện (Tụ điện dùng để tích điện và lưu trữ năng lượng điện trường.; Điện dung $C = Q/U$ , đơn vị fara ( $\text{F}$ ); $C$ chỉ phụ thuộc cấu tạo của tụ.; Năng lượng tụ điện: $W = QU/2 = CU^2/2 = Q^2/(2C)$ .).
Lời giải mẫu/Nhận xét: Lời giải: Điện tích của tụ điện: $Q = CU = 20 \cdot 10^{-6} \cdot 120 = 2,4 \cdot 10^{-3}, \text{C}$ . Năng lượng điện trường dự trữ: $W = CU^2/2 = 20 \cdot 10^{-6} \cdot 120^2/2 = 0,144, \text{J}$ .

Bài 4:

A = 120\ \text{Wh} = 0{,}12\ \text{kWh}

Bài 5:

R \approx 806{,}7\ \Omega

;

I_{\text{đm}} \approx 0{,}27\ \text{A}

Bài 6:

F = 3{,}6\ \text{N}