LÍ THUYẾT VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP TỤ ĐIỆN

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1011.4 KB, 19 trang )

SỞ GD & ĐT VĨNH PHÚC
TRƯỜNG THPT …………………….
—–—–

CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG
BỒI DƯỠNG CHUYÊN MÔN
MÔN: VẬT LÝ

LÍ THUYẾT VÀ PHƯƠNG PHÁP
GIẢI BÀI TẬP TỤ ĐIỆN

Người viết: ……………………
Chức vụ: Giáo viên
Đơn vị công tác: THPT …………………

Năm học 2018 – 2019
1

CHUYÊN ĐỀ: LÍ THUYẾT VÀ PHƯƠNG PHÁP
GIẢI BÀI TẬP TỤ ĐIỆN
– Tác giả chuyên đề: Trần Văn Tài
– Chức vụ: Giáo viên
– Đơn vị công tác: THPT Tam Đảo
– Đối tượng học sinh giảng dạy: Học sinh lớp 11
– Số tiết dự kiến: 02 tiết.
PHẦN A. ĐẶT VẤN ĐỀ
I. Lý do chọn chuyên đề
Bài “Tụ điện” theo phân phối chương trình vật lí 11 có một tiết lí thuyết và một tiết bài
tập, với thời lượng ít ỏi như vậy, sau khi học xong bài này học sinh mới chỉ hiểu sơ bộ lí thuyết
về tụ điện và giải được các bài tập áp dụng công thức đơn giản mà chưa có sự mở rộng, chưa

PHẦN B. NỘI DUNG
Chuyên đề:

LÍ THUYẾT VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP TỤ ĐIỆN
(2 tiết)

A. NỘI DUNG CHUYÊN ĐỀ
I. Nội dung 1: Lý thuyết
+ Cấu tạo và hoạt động của tụ điện.
+ Phân loại tụ điện.
+ Điện dung của tụ điện, đơn vị đo.
+ Năng lượng của tụ điện.
+ Cách ghép tụ điện.
II. Nội dung 2: Phương pháp giải các dạng bài tập tụ điện.
+ Dạng 1: CÁC ĐẠI LƯỢNG ĐẶC TRƯNG CỦA TỤ ĐIỆN
+ Dạng 2: GHÉP CÁC TỤ CHƯA TÍCH ĐIỆN
III. Nội dung 3: Kiểm tra, đánh giá trong quá trình dạy học chuyên đề.
B. THIẾT KẾ TIẾN TRÌNH DẠY HỌC CHUYÊN ĐỀ

TIẾT 1.

TỤ ĐIỆN

I. MỤC TIÊU
1. Về kiến thức
– Hiểu cấu tạo và động của tụ điện.
– Ghi nhớ được định nghĩa về điện dụng và đơn vị đo của tụ điện.
– Hiểu cách phân loại tụ điện và tên gọi của tụ điện.
2. Kĩ năng
– Quan sát hình ảnh các mạch chứa tụ điện.
– Giải được các bài tập cơ bản về tụ điện.
3. Thái độ
– Sử dụng các thiết bị có tụ điện một cách hợp lí.

– Tích cực hoạt động nhóm trong quá trình tìm hiểu lí thuyết và giải bài tập.
4. Định hướng năng lực được hình thành.
– Năng lực chung: năng lực tự học, năng lực giải quyết vấn đề, năng lực hợp tác,
– Năng lực chuyên biệt: năng lực tư duy tổng hợp.
III. CHUẨN BỊ CỦA GV VÀ HS
1. Chuẩn bị của GV
– Tranh ảnh về mạch điện có sử dụng tụ điện, một vài tụ điện khác loại.
– Chia nhóm HS hoạt động học tập.

– Máy tính, máy chiếu, PHBM.
2. Chuẩn bị của HS
– Tìm hiểu công thức tính điện dung của tụ phẳng, trong SGK nâng cao, tài liệu trên
mạng trang “thư viện vật lí”, trang “ violet”.
– Máy tính cầm tay, SGK, nháp.
IV. Tiến trình lên lớp

Hoạt động 1: Khởi động
a) Mục tiêu hoạt động
– Tạo sự hứng thú, kích thích tò mò, ham hiểu biết, tìm hiểu về các linh kiện điện tử.
b) Nội dung hoạt động
– HS suy nghĩ về cấu tạo và tác dụng của tụ điện.
c) Kĩ thuật tổ chức hoạt động
GV cho HS quan sát các hình ảnh sau và nêu câu hỏi:

CH1: Tụ điện là gì ? Tụ điện có công dụng gì ?
d) Dự kiến sản phẩm hoạt động
– Tụ điện là linh kiện điện tử

– Tụ điện được dùng để tích điện
Hoạt động 2: Tìm hiểu cấu tạo, công dụng và cách phân loại tụ điện
a) Mục tiêu hoạt động
– Nêu cấu tạo, ứng dụng của tụ điện
– Biết phân loại tụ điện
– Biết cách tích điện cho tụ và hiểu được sự tích điện cũng như quy ước điện tích của tụ.

b) Nội dung hoạt động
ND1: Tìm hiểu định nghĩa tụ điện. Ứng dụng tụ điện.
ND2: Phân loại tụ điện.
ND3: Làm cách tích điện cho tụ điện và quy ước điện của tụ điện.
c) Tổ chức hoạt động
– GV chiếu hình ảnh về cấu tạo và hoạt động của tụ điện. Sau đó đặt câu hỏi.
CH1: Tụ điện là gì? Ứng dụng tụ điện để làm gì? Tụ điện được dùng phổ biến ở đâu?
– GV yêu cầu Học sinh nêu cấu tạo và ứng dụng.
– Cá nhân trả lời câu hỏi, HS khác nhận xét, bổ sung, góp ý. GV nhận xét.
CH2: Phân loại tụ điện như thế nào?
– GV yêu cầu Học sinh nêu cách phân loại tụ điện.
– Cá nhân trả lời câu hỏi, HS khác nhận xét, bổ sung, góp ý. GV nhận xét.
CH4: Làm cách nào để tích điện cho tụ điện? Người ta quy ước điện của tụ điện như thế
nào?
– GV yêu cầu Học sinh nêu cách phân loại; cách tích điện và quy ước điện tích của tụ điện.
– Cá nhân trả lời câu hỏi, HS khác nhận xét, bổ sung, góp ý. GV nhận xét.

HỘP KIẾN THỨC HOẠT ĐỘNG 2
I. TỤ ĐIỆN

1. Tụ điện là gì?
+ Tụ là một hệ hai vật dẫn đặt gần nhau và ngăn cách nhau bằng một lớp
điện môi.
+ Tụ điện được dùng phổ biến trong các mạch điện xoay chiều, mạch vô
tuyến điện.
* Phân loại tụ điện:
+ Theo cấu tạo: Tụ phẳng, tụ xoay…
+ Theo tên gọi lớp điện môi: Tụ không khí, tụ giấy, tụ mica, tụ sứ, tụ gốm, tụ
farafin…
d) Sản
phẩm
* Cách tích điện cho tụ điện: Nối hai bản của tụ điện với hai cực của nguồn
– Nội dung vở ghi của HS, các câu trả lời của học sinh
điện.
+ Quy ước điện tích của tụ điện là điện tích trên bản dương của tụ tích được.
5

Hoạt động 3 : Tìm hiểu điện dung của tụ điện.
(Cá nhân, Thảo luận nhóm)
Hoạt động cá nhân:
a) Mục tiêu hoạt động
Học sinh thực hiện được các nhiệm vụ để tìm hiểu được khái niệm về tụ điện:
– Nêu được định nghĩa và viết dược công thức tính điện dung của tụ điện.
– Nêu được cấu tạo và viết được công thức tính điện dung của tụ phẳng.
– Tìm hiểu Điện dung của tụ điện phụ thuộc yếu tố nào.
b) Nội dung hoạt động
ND1: Định nghĩa điện dung.
ND2: Các đặc điểm của tụ phẳng, điện dung của tụ phẳng phụ thuộc các yếu tố.
ND3: Tính chất điện dung của tụ điện

c) Kĩ thuật tổ chức hoạt động
ND1: Định nghĩa điện dung.
GV: Chia học sinh làm 4 nhóm
– GV chiếu hình vẽ phóng to về khả năng tích điện của tụ điện ở các hiệu điện thế U 1;
2U1 và …nU1 . Sau đó đặt câu hỏi.

CH: Điện dung của tụ điện là gì ?

– Các nhóm quan sát hình vẽ, VD về tụ điện tích điện ở các hiệu điện thế khác nhau
– GV quan sát HS thảo luận nhóm, gợi ý cho những nhóm cần hỗ trợ
– Tổ chức cho các nhóm báo cáo kết quả thảo để định nghĩa điện dung của tụ điện
ND2: Tìm hiểu tụ phẳng
*) GV chuyển giao nhiệm vụ:
– Nêu cấu tạo của tụ phẳng ?
– Nêu công thức tính điện dung của tụ phẳng? Điện dung của tụ điện phụ thuộc yếu tố nào?
*) Thực hiện nhiệm vụ
– Học sinh đọc SGK kết hợp với việc đã được giao nhiệm vụ đọc SGK nâng cao, sách tham
khảo ở nhà.
*) Báo cáo thảo luận
– Đại diện nhóm nêu cấu tạo và viết công thức, HS khác nhận xét, bổ sung, góp ý.
ND3: Điện dung của tụ điện có phụ thuộc vào hiệu điện thế giữa hai bản tụ?
*) GV chuyển giao nhiệm vụ:
– GV chiếu hình vẽ phóng to về khả năng tích điện của tụ điện ở các hiệu điện thế U 1; 2U1 và
3U1 và ra câu hỏi thảo luận.
CH 1: Điện dung của tụ điện có phụ thuộc vào hiệu điện thế giữa hai bản tụ không?
CH 2: Đơn vị đo điện dung của tụ điện?

*) Thực hiện nhiệm vụ
– HS các nhóm quan sát VD khả năng tích điện của tụ điện ở các hiệu điện thế khác nhau, Lập
các tỉ số giữa điện tích và hiệu điện thế trong từng trường hợp, nêu đơn vị đo điện dung.
*) Báo cáo thảo luận
– Đại diện mỗi nhóm cử đại diện báo cáo
– Các nhóm khác theo dõi, đưa ra ý kiến góp ý, bổ sung
Hoạt động 4: Củng cố vận dụng vào thực tiễn.
a) Mục tiêu
– Giải được các bài tập đơn giản về tụ điện
b) Nội dung
– GV chiếu bài tập và giao nhiệm vụ học tập:
+ Chọn đáp án, giải thích câu 1, câu 2 và câu 3
+ Tóm tắt, đổi đơn vị, ghi và biến đổi công thức giải tự luận các câu 4 và câu 5
– Cá nhân HS trình bày lời giải trên giấy nháp.
Câu 1. Một tụ điện có điện dung C, điện tích q, hiệu điện thế U. Tăng hiệu điện thế hai bản tụ lên gấp
đôi thì điện tích của tụ sẽ
A. không đổi.
B. tăng gấp đôi.
C. tăng gấp bốn.
D. giảm một nửa.
Câu 2. Một tụ điện có điện dung C, điện tích q, hiệu điện thế U. Tăng hiệu điện thế hai bản tụ lên gấp
đôi thì điện dung của tụ điện sẽ
A. không đổi.
B. tăng gấp đôi.
C. tăng gấp bốn.
D. giảm một nửa.
Câu 3. Một tụ điện phẳng mắc vào hai cực của một nguồn điện có hiệu điện thế 500V. Ngắt tụ khỏi

nguồn rồi tăng khoảng cách lên hai lần. Hiệu điện thế của tụ điện khi đó sẽ
A. giảm 2 lần.
B. tăng 2 lần.
C. tăng 4 lần.
D. giảm 4 lần.
Câu 4. Một tụ điện phẳng có điện dung 7nF chứa đầy điện môi có hằng số điện môi ε, diện tích mỗi
bản là 15cm2 và khoảng cách giữa hai bản bằng 10-5m. Hằng số điện môi của tụ điện là
A. 3,7.
B. 3,9.
C. 4,5 .
D.5,3.
Câu 5. Một tụ điện có điện dung 2000 pF mắc vào hai cực của nguồn điện hiệu điện thế 5000V. Xác
định điện tích của tụ điện:
A. 10μC.
B. 20 μC.
C. 30μC.
D. 40μC.
c) Tổ chức hoạt động
– Các nhóm báo cáo kết quả và trình bày lời giải trên bảng

d) Sản phẩm
– Bài giải của học sinh
e) Đánh giá
– Giáo viên theo dõi hoạt động của từng cá nhân, quan sát giấy nháp HS đang sử dụng làm bài phát
hiện những khó khăn của HS
– GV đánh giá sự tiến bộ của HS, khả năng vận dụng vào thực tiễn, giải quyết tình huống

HỘP KIẾN THỨC HOẠT ĐỘNG 3, 4
II. DIỆN DUNG CỦA TỤ ĐIỆN
1. Định nghĩa
+ Là đại lượng đặc trưng cho khả năng tích điện của tụ điện ở một hiệu điện thế nhất định.
+ Điện dung của tụ điện được xác định bằng thương số của điện tích của tụ điện và hiệu điện
thế giữa hai bản tụ.

+ Điện dung của tụ điện không phụ thuộc hiệu điện thế giữa hai bản tụ mà phụ
thuộc cấu tạo và bản chất bên trong tụ.
+ Đơn vị điện dung là Fara: F
+ Các ước số của Fara:

2. Ví dụ

Câu 1.B; Câu 2.A; Câu 3.B;
Câu 4.D; Câu 5.D.

Hoạt động 5 ( Ở nhà ): Tìm tòi mở rộng.
(Cá nhân)
GV: Yêu cầu đọc bài đọc thêm “Máy sao chụp quang học” SGK vật lí nâng cao trang 44
GV: Cấu tạo hoạt động của “Máy sao chụp quang học”.
HS: Ghi nhiệm vụ học tập.
V. Câu hỏi kiểm tra đánh giá.
Câu 1. Một tụ điện có điện dung C, điện tích q, hiệu điện thế U. Tăng hiệu điện thế hai bản tụ lên gấp
4 lần thì điện tích của tụ:
A. không đổi B. tăng gấp 2 lần
C. tăng gấp 4 lần
D. giảm một nửa
Câu 2. Điện dung của tụ điện phẳng phụ thuộc vào:

A. hình dạng, kích thước tụ và bản chất điện môi
B. kích thước, vị trí tương đối của 2 bản và bản chất điện môi
C. hình dạng, kích thước, vị trí tương đối của hai bản tụ
D. hình dạng, kích thước, vị trí tương đối của hai bản tụ và bản chất điện môi
Câu 3. Một tụ điện có điện dung C, điện tích q, hiệu điện thế U. Ngắt tụ khỏi nguồn, giảm điện dung
C
xuống còn
thì điện tích của tụ:
3
A. không đổi
B. tăng gấp đôi
C. Giảm còn một nửa
D. giảm còn một phần ba.
Câu 4. Một tụ điện điện dung 5μF được tích điện đến điện tích bằng 86μC. Tính hiệu điện thế trên hai
bản tụ:
A. 17,2V
B. 27,2V
C.37,2V
D. 47,2V
Câu 5. Một tụ điện điện dung 24nF tích điện đến hiệu điện thế 450V thì có bao nhiêu electron mới di
chuyển đến bản âm của tụ điện:
A. 575.1011 electron B. 675.1011 electron
C. 775.1011 electron D. 875.1011 electron
Câu 6. Một tụ điện có điện dung 500pF mắc vào hai cực của một máy phát điện có hiệu điện thế 220V.
Tính điện tích của tụ điện:
A. 0,31μC
B. 0,21μC

C.0,11μC
D.0,01μC
Câu 7. Một tụ điện điện dung 12pF mắc vào nguồn điện một chiều có hiệu điện thế 4V. Tăng hiệu điện
thế này lên bằng 12V thì điện dung của tụ điện này sẽ có giá trị:
A.36pF
B. 4pF
C. 12pF
D. còn phụ thuộc vào điện tích của tụ
Câu 8. Một tụ điện phẳng hai bản có dạng hình tròn bán kính 2cm đặt trong không khí cách nhau
2mm. Điện dung của tụ điện đó là:
A. 1,2pF
B. 1,8pF
C. 0,87pF
D. 0,56pF
Câu 9. Hai bản tụ điện phẳng hình tròn bán kính 60cm, khoảng cách giữa hai bản là 2mm, giữa hai bản
là không khí. Điện dung của tụ là:
A. 5nF
B. 0,5nF
C. 50nF
D. 5μF
Câu 10. Một tụ điện phẳng hai bản có dạng hình tròn bán kính 2cm đặt trong không khí cách nhau
2mm. Điện dung của tụ điện đó là:
A. 1,2pF
B. 1,8pF
C. 0,87pF
D. 0,56pF

HS: Nhận nhiệm vụ học tập

TIẾT 2

TỤ ĐIỆN (Tiếp theo)

I. MỤC TIÊU
1. Về kiến thức
– Ghi nhớ được công thức tính năng lượng của tụ điện.
– Hiểu ghi nhớ được công thức tính điện tích, hiệu điện thế, điện dung của bộ tụ ghép
nối tiếp và bộ tụ ghép song song.
2. Kĩ năng
– Biến đổi các công thức, phân tích sơ đồ mạch điện có chứa nhiều tụ.
– Giải được các bài tập vận dụng công thức tính năng lượng, công thức tính điện tích,
hiệu điện thế, điện dung của bộ tụ ghép nối tiếp và bộ tụ ghép song song.
3. Thái độ
– Sử dụng các thiết bị có tụ điện một cách hợp lí.
– Tự giác, tích cực tìm hiểu lí thuyết và giải bài tập.
4. Định hướng năng lực được hình thành.
– Năng lực chung: năng lực tự học, năng lực giải quyết vấn đề, năng lực hợp tác,
– Năng lực chuyên biệt: năng lực tư duy tổng hợp.
III. CHUẨN BỊ CỦA GV VÀ HS
1. Chuẩn bị của GV
– Máy tính, máy chiếu, PHBM.
2. Chuẩn bị của HS
– Tìm hiểu công thức điện tích, hiệu điện thế, điện dung của bộ tụ ghép nối tiếp và bộ tụ
ghép song song trong SGK nâng cao, tài liệu trên mạng trang “thư viện vật lí”, trang “ violet”.
– Máy tính cầm tay, SGK, nháp.
IV. Tiến trình lên lớp
Hoạt động 1 (Ở lớp): Tìm hiểu năng lượng, các cách ghép tụ điện

Hoạt động cá nhân:
a) Mục tiêu
– Tìm hiểu công thức tính năng lượng
– các cách ghép tụ điện, công thức tính Q, U và C của bộ tụ
b) Nội dung
– Viết công thức tính năng lượng
– Phân biệt các cách ghép tụ điện, công thức tính Q, U và C của bộ tụ?
c) Tổ chức hoạt động
ND 1: công thức tính năng lượng
– GV đặt câu hỏi: Công thức tính năng lượng điện trường của tụ điện?
+ W phụ thuộc Q và C; W phụ thuộc C và U ; W phụ thuộc Q và U

– Học sinh đọc sách tham khảo đã chuẩn bị ở nhà viết công thức và biến đổi các công thức, HS
khác nhận xét, bổ sung, góp ý.
– GV nhận xét, kết luận.
ND 2: công thức tính điện tích ,, hiệu điện thế và điện dung của bộ tụ.
– GV Nêu ví dụ: đoạn mạch AB gồm các tụ điện có điện dung C 1, C2,…,Cn ; được mắc vào
nguồn điện có hiệu điện thế U, khi đó bộ tụ tích được điện tích Q.
Hãy xác định:
+ U theo hiệu điện thế giữa hai bản của mỗi tụ điện?
+ Q theo điện tích mỗi bản mà tụ tích được? C điện dung của bộ tụ?
Trong hai trường hợp: a. Bộ tụ ghép nối tiếp b. Bộ tụ ghép song song
– HS thảo luận nhóm
– HS đại diện nhóm trình trình bày, các nhóm khác nhận xét, bổ sung.
– GV quan sát hướng dẫn các nhóm cần hỗ trợ.
d) Sản phẩm
– Bài báo cáo của nhóm, các phép biến đổi công thức, kiến thức liên hệ.

e) Đánh giá
– GV quan sát hoạt động của các nhóm và căn cứ vào sản phẩm của HS đánh giá sự tập
trung, sự tiến bộ của HS

HỘP KIẾN THỨC HOẠT ĐỘNG 1
2. Năng lượng điện trường của tụ điện
3. Ghép tụ điện
a. Ghép nối tiếp
Sơ đồ:
Đặc điểm:
+ U1 + U2 + . . .+ Un = U
+ Qbộ = Q1 = Q2 = . . . = Qn
+
+

b. Ghép song song
Sơ đồ:
Đặc điểm:
+ U1 = U2 = . . .= Un = U
+ Qbộ = Q1 + Q2 + . . + Qn
+ Cbộ = C1 + C2 + . . . + Cn

Hoạt động 2: Hướng dẫn giải bài tập (ở lớp)
DẠNG 1: CÁC ĐẠI LƯỢNG ĐẶC TRƯNG CỦA TỤ ĐIỆN.
a) Mục tiêu hoạt động
– Nêu được phương pháp giải bài tập tính W và bài tập ghép tụ
b) Nội dung

Phương pháp chung: vận dụng các công thức sau
Q
U

+ Điện dung của tụ điện: C 

+ Năng lượng của tụ điện: W 

(1)

1 Q2 1
1
 Q.U  C.U 2
2 C
2
2

+ Điện dung của tụ điện phẳng: C 

 . o .S
 .S

(2)
d
9.10 9 .4. .d

Trong đó S là diện tích của một bản (là phần đối diện của bản kia). Đối với tụ điện biến thiên
thì phần đối diện của hai bản sẽ thay đổi.
c) Tổ chức hoạt động
– ND 1: GV cho ví dụ

Bài toán 1: Tụ điện phẳng hình tròn có bán kính r, khoảng cách giữa hai bản là d, hiệu điện
thế giữa hai bản là U, trong khoảng giữa hai bản là không khí. Tính điện tích của tụ điện.
Bài toán 2: Một tụ điện phẳng có điện môi không khí; khoảng cách giữa 2 bản là d = 0,5 cm;
diện tích một bản là 36 cm2. Mắc tụ vào nguồn điện có hiệu điện thế U=100 V.
1) Tính điện dung của tụ điện và điện tích tích trên tụ.
2) Tính năng lượng điện trường trong tụ điện. Tụ điện có dùng làm nguồn điện được
không?
3) Nếu người ta ngắt tụ điện ra khỏi nguồn rồi nhúng nó chìm hẳn vào một điện môi
lỏng có hằng số điện môi ε = 2. Tìm điện dung của tụ và hiệu điện thế của tụ.
4) Nếu người ta không ngắt tụ khỏi nguồn và đưa tụ vào điện môi lỏng như ở phần 3.
Tính điện tích và hiệu điện thế giữa 2 bản tụ.
Bước 2: Học sinh trình bày lời giải, HS khác nhận xét, chính xác hóa lời giải.
Bước 3: GV hướng dẫn, kết luận.
d) Sản phẩm
– Lời giải cá nhân học sinh
– Dự kiến lời giải
Bài toán 1:
+ Diện tích mỗi bản tụ: S  r 2

S
r2
+ Điện tích của tụ điện là: Q = CU =
U=
U
9.109.4d
36.109 d
Hướng dẫn giải:

Bài toán 2:

 .S
36.104
102


(F )
1) Điện dung của tụ điện: C 
9.109.4 .d 9.109.4 .0, 005 5.
102
1
.100 
(C )
Điện tích tích trên tụ: Q  C.U 
5.
5.

1
1 102
10
2
2) Năng lượng điện trường: W  CU 
.104  ( J ) .
2
2 5.

+ Khi tụ điện phóng điện, tụ điện sẽ tạo thành dòng điện. Tuy nhiên thời gian phóng
điện của tụ rất ngắn, nên tụ không thể dùng làm nguồn điện được. Dòng điện do nguồn điện
sinh ra phải tồn tại ổn định trong một thời gian khá dài.

3) Khi nhúng tụ vào trong dung môi có ε = 2  C’ = 2C =

2.102
(F )
5.

+ Khi ngắt tụ ra khỏi nguồn  tụ điện trở thành hệ cô lập  điện tích của tụ không thay
đổi:
=> Q’ = Q => C’U’ = CU => U ‘ 

C
U
U   50(V )
C’
2

4) Khi không ngắt tụ ra khỏi nguồn  hiệu điện thế 2 bản tụ không thay đổi:
=> U’ = U = 100V=>

Q’ Q
C’
2
 � Q ‘  Q  2Q 
(C )
C’ C
C
5.

– ND 2: GV giao việc về nhà:
a) Mục tiêu

– Giải các bài tập vận dụng
Câu 1: Một tụ điện điện dung 5μF được tích điện đến điện tích bằng 86μC. Tính hiệu điện thế
trên hai bản tụ:
A. 17,2V
B. 27,2V
C.37,2V
D. 47,2V
Câu 2: Một tụ điện điện dung 24nF tích điện đến hiệu điện thế 450V thì có bao nhiêu electron
mới di chuyển đến bản âm của tụ điện:
A. 575.1011 electron
B. 675.1011 electron
C. 775.1011 electron
D. 875.1011 electron
Câu 3:Bộ tụ điện trong chiếc đèn chụp ảnh có điện dung 750 μF được tích điện đến hiệu điện
thế 330V. Xác định năng lượng mà đèn tiêu thụ trong mỗi lần đèn lóe sáng:
A. 20,8J
B. 30,8J
C. 40,8J
D. 50,8J

Câu 4: Bộ tụ điện trong chiếc đèn chụp ảnh có điện dung 750 μF được tích điện đến hiệu điện
thế 330V. Mỗi lần đèn lóe sáng tụ điện phóng điện trong thời gian 5ms. Tính công suất phóng
điện của tụ điện:
A. 5,17kW
B.6 ,17kW
C. 8,17kW
D. 8,17kW

Câu 5: Một tụ điện có điện dung 500pF mắc vào hai cực của một máy phát điện có hiệu điện
thế 220V. Tính điện tích của tụ điện:
A. 0,31μC
B. 0,21μC
C.0,11μC
D.0,01μC
Câu 6: Tụ điện phẳng không khí có điện dung 5nF. Cường độ điện trường lớn nhất mà tụ có
thể chịu được là 3.105V/m, khoảng cách giữa hai bản là 2mm. Điện tích lớn nhất có thể tích
cho tụ là:
A. 2 μC
B. 3 μC
C. 2,5μC
D. 4μC
Câu 7: Năng lượng điện trường trong tụ điện tỉ lệ với:
A. hiệu điện thế giữa hai bản tụ điện
B. điện tích trên tụ điện
C. bình phương hiệu điện thế hai bản tụ điện
D. hiệu điện thế hai bản tụ và điện tích trên tụ
Câu 8: Một tụ điện có điện dung 5nF, điện trường lớn nhất mà tụ có thể chịu được là
3.105V/m, khoảng cách giữa hai bản là 2mm. Hiệu điện thế lớn nhất giữa hai bản tụ là:
A. 600V
B. 400V
C. 500V
D.800V
Câu 9: Một tụ điện có điện dung 2000 pF mắc vào hai cực của nguồn điện hiệu điện thế
5000V. Tính điện tích của tụ điện:
A. 10μC
B. 20 μC
C. 30μC
D. 40μC

Câu 10: Một tụ điện có điện dung 2000 pF mắc vào hai cực của nguồn điện hiệu điện thế
5000V. Tích điện cho tụ rồi ngắt khỏi nguồn, tăng điện dung tụ lên hai lần thì hiệu điện thế của
tụ khi đó là:
A. 2500V
B. 5000V
C. 10 000V
D. 1250V
Câu
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Đáp án
A
B
C
D
C
B
C
A
A
A
b) Sản phẩm

– Lời giải tự luận
c) Đánh giá
– GV đánh giá quá trình thực hiện nhiệm vụ của HS thông lời giải trong vở bài tập
ND3: GHÉP CÁC TỤ CHƯA TÍCH ĐIỆN.
a) Mục tiêu
– Giải được các bài tập ghép tụ
b) Nội dung
+ Vận dụng các công thức tìm điện dung C, điện tích Q, hiệu điện thế U của tụ điện
trong các cách mắc song song, nối tiếp.
+ Nếu trong bài có nhiều tụ được mắc hỗn hợp, ta cần tìm ra được cách mắc tụ điện của
mạch đó rồi mới tính toán.

+ Trong tụ điện xoay có sự thay đổi điện dung là do sự thay đổi diện tích đối diện của
các tấm. Nếu là có n tấm thì sẽ có (n-1) tụ phẳng mắc song song.
+ Khi tụ điện bị đánh thủng nó trở thành vật dẫn.
c) Tổ chức các hoạt động
– GV cho ví dụ
Bài toán 1: Tính điện dung tương đương, điện tích, hiệu điện thế của mỗi tụ điện trong các
trường hợp sau:
C3
C1
C1

C2
C2

C3
C3

C1
(Hình 4)

(Hình 1)

(Hình 2)

(Hình 3)

Bài toán 2: Cho mạch điện như hình vẽ với: C1 = 12  F ; C2 = 4  F ; C3 = 3  F ; C4 = 6  F ;
C5 = 5  F ;UAB = 50 V. Tính:
a) Điện dung của bộ tụ.

b) Điện tích và hiệu điện thế mỗi tụ.

c) Hiệu điện thế UMN.

O
B
C3

N C4

– Học sinh trình bày lời giải, HS khác nhận xét, chính xác hóa lời giải.
d) Sản phẩm
– Lời giải của HS
Bài toán 1:
Hình 1: C1 = 2 F, C2 = 4 F, C3 = 6 F. UAB = 100 V.
Hình 2: C1 = 1 F, C2 = 1,5 F, C3 = 3 F. UAB = 120 V.
Hình 3: C1 = 0,25 F, C2 = 1 F, C3 = 3 F. UAB = 12 V.
Hình 4: C1 = C2 = 2 F, C3 = 1 F, UAB = 10 V.
Hướng dẫn giải:
Bài toán 2:
a) Điện dung của bộ tụ:
C12 =

C1.C2
 3 F .

C1  C2

C34 =

C3.C4
 2 F .
C3  C4

C1234 = C12 +C34 = 5  F .

Cb =

C1234.C5
 2,5 F .
C1234  C5

b) Điện tích và hiệu điện thế mỗi tụ
+ Vì C1234 nt C5 nên: q1234 = q5 = qb = Cb.UAB = 125 C
Vậy U5 =

q5 125

 25V �U1234  U AB  U5  25V .
C5
5

+ Vì C1 và C2 nt nên : q12 = q1 = q2 = C12.U1234 = 3.25 = 75 C .

Vậy : U1 

q1
C1

 6,25V. và U2 

q2
C2

 18,75V .

+ C3 nt C4 nên : q3 = q4 =C34.U1234 = 50 C .
U3 =

q3
C3



q
50
50
 16,7V ; U4 = 4 
 8,3V
3
C4
6

Hiệu điện thế UMN: UMN = UMA +UAN = – U3 +U1 = – 16,7 + 6,25 = – 10,5V.

e) Đánh giá
– GV nhận xét mức độ hoàn thành nhiệm vụ của HS
V. Câu hỏi kiểm tra đánh giá chủ đề
Câu 1: Ba tụ điện giống nhau cùng điện dung C ghép song song với nhau thì điện dung của bộ
tụ là:
A. C
B. 2C
C. C/3
D. 3C
Câu 2: Ba tụ điện giống nhau cùng điện dung C ghép nối tiếp với nhau thì điện dung của bộ tụ
là:
A. C
B. 2C
C. C/3
D. 3C
Câu 3: Bộ ba tụ điện C1 = C2 = C3/2 ghép song song rồi nối vào nguồn có hiệu điện thế 45V thì
điện tích của bộ tụ là 18.10-4C. Tính điện dung của các tụ điện:
A. C1 = C2 = 5μF; C3 = 10 μF
B. C1 = C2 = 8μF; C3 = 16 μF
C. C1 = C2 = 10μF; C3 = 20 μF
D. C1 = C2 = 15μF; C3 = 30 μF
Câu 4: Hai tụ điện có điện dung C 1 = 2 μF; C2 = 3 μF mắc nối tiếp nhau. Tính điện dung của
bộ tụ:
A. 1,8 μF
B. 1,6 μF
C. 1,4 μF
D. 1,2 μF
Câu 5: Hai tụ điện có điện dung C1 = 2 μF; C2 = 3 μF mắc nối tiếp nhau. Đặt vào bộ tụ hiệu
điện thế một chiều 50V thì hiệu điện thế của các tụ là:
A. U1 = 30V; U2 = 20V

B. U1 = 20V; U2 = 30V
C. U1 = 10V; U2 = 40V
D. U1 = 250V; U2 = 25V
Câu 5: Bốn
C2 mắc thành bộ theo sơ đồ như hình vẽ, C 1 =
C1 tụ điện
1μF;
M C2 = C3 = 3 μF. Khi nối
N hai điểm M, N với nguồn điện thì
C1 có điệnC3tích q1 =C46μC và cả bộ tụ có điện tích q = 15,6 μC.
Hiệu điện thế đặt vào bộ tụ đó là:

A. 4V

B. 6V

C. 8V

D. 10V

Câu 6: Bốn tụ điện mắc thành bộ theo sơ đồ như hình vẽ ở trên, C 1 = 1μF; C2 = C3 = 3 μF. Khi
nối hai điểm M, N với nguồn điện thì C 1 có điện tích q1 = 6μC và cả bộ tụ có điện tích q = 15,6
μC. Điện dung C4 là:
A. 1 μF

B. 2 μF

C. 3 μF

D. 4 μF

Câu 7: Ba tụ C1 = 3nF, C2 = 2nF, C3 = 20nF mắc như hình vẽ.
Nối bộ tụ với hiệu điện thế 30V. Tính điện dung của cả bộ tụ:
A. 2nF
B. 3nF
C. 4nF
D. 5nF

Câu 8: Ba tụ C1 = 3nF, C2 = 2nF, C3 = 20nF mắc như hình vẽ trên. Nối bộ tụ với hiệu điện thế
30V. Tụ C1 bị đánh thủng. Tìm điện tích và hiệu điện thế trên tụ C3:
A. U3 = 15V; q3 = 300nC
B. U3 = 30V; q3 = 600nC
C.U3 = 0V; q3 = 600nC
D.U3 = 25V; q3 = 500nC

Câu 9: Hai tụ điện C1 = 0,4μF; C2 = 0,6μF ghép song song rồi mắc vào hiệu điện thế U < 60V
thì một trong hai tụ có điện tích 30μC. Tính hiệu điện thế U và điện tích của tụ kia:
A. 30V, 5 μC
B. 50V; 50 μC
C. 25V; 10 μC
D. 40V; 25 μC

Câu 10: Ba tụ điện ghép nối tiếp có C1 = 20pF, C2 = 10pF, C3 = 30pF. Tính điện dung của bộ tụ
đó:
A. 3,45pF
B. 4,45pF
C.5,45pF

D. 6,45pF

Câu 11: Một mạch điện như hình vẽ, C1 = 3 μF , C2 = C3 =
4 μF. Tính điện dung của bộ tụ:
A. 3 μF

B. 5 μF

C. 7 μF

D. 12 μF

Câu 12: Một mạch điện như hình vẽ trên, C1 = 3 μF , C2 = C3 = 4 μF. Nối hai điểm M, N với
hiệu điện thế 10V. Điện tích trên mỗi tụ điện là:
A. q1 = 5 μC; q2 = q3 = 20μC
B. q1 = 30 μC; q2 = q3 = 15μC

C. q1 = 30 μC; q2 = q3 = 20μC
D. q1 = 15 μC; q2 = q3 = 10μC
Câu 13: Ba tụ điện có điện dung bằng nhau và bằng C. Để được bộ tụ có điện dung là C/3 ta
phải ghép các tụ đó thành bộ:
A. 3 tụ nối tiếp nhau
B. 3 tụ song song nhau
C. (C1 nt C2)//C3
D. (C1//C2)ntC3
Câu 14: Ba tụ điện C1 = C2 = C, C3 = 2C. Để được bộ tụ có điện dung là C thì các tụ phải
ghép:
A. 3 tụ nối tiếp nhau
B. (C1//C2)ntC3
C. 3 tụ song song nhau
D. (C1 nt C2)//C3
Câu 15: Ba tụ C1 C=1 3nF, C2 = 2nF, C3 = 20nF mắc như hình vẽ.
C3 với hiệu điện thế 30V. Tính hiệu điện thế trên tụ C2:
Nối bộ tụ
A. 12V

B. 18V

C. 24V

D. 30V

Câu 16: Ba tụ C1 = 3nF, C2 = 2nF, C3 = 20nF mắc như hình vẽ trên. Nối bộ tụ với hiệu điện thế
30V. Tụ C1 bị đánh thủng. Tìm điện tích và hiệu điện thế trên tụ C1:
A. U1 = 15V; q1 = 300nC

B. U1 = 30V; q1 = 600nC

C.U1 = 0V; q1 = 0nC

D.U1 = 25V; q1 = 500nC

Câu
Đáp án
Câu
Đáp án

1
D
9
B

2
C
10
C

3
C
11

4
D
12
C

5
A
13
A

6
C
14
B

7
B
15
C

8
B
16
C

Tam đảo, ngày 10 tháng 12 năm 2018
Người viết

Trần Văn Tài

hiểu sâu sắc về mạch điện có chứa tụ điện, khả năng ghi nhớ các công thức gặp nhiều khókhăn.Trong đề thi THPT Quốc Gia năm 2019, phạm vi kiến thức trong đề thi sẽ bao gồm cảlớp 10, 11, 12. Điều này đã được thông báo từ năm 2017.Vì các lý do trên cùng với việc xây dựng và thực hiện kế hoạch giáo dục định hướngphát triển năng lực học sinh của mỗi trường theo hướng tăng cường kĩ năng vận dụng kiếnthức, khả năng học tập của học sinh tôi mạnh dạn viết chuyên đề “ Lí thuyết và phương phápgiải bài tập tụ điện” nhằm trao đổi với quý đồng nghiệp và cung cấp một hệ thống bài tập đốivới học sinh đang học lớp 11, HS ôn thi HSG, thi THPT Quốc Gia.II. Mục đích của chuyên đề- Giúp học sinh hiểu sâu sắc hơn kiến thức về tụ điện, từ đó phân dạng và giải được cácbài tập liên quan đến mạch điện có chứa tụ điện. Đồng thời vận dụng tốt và giải nhanh nhiềubài tập trắc nghiệm trong ôn thi THPTQG, thi HSG cấp tỉnh.III. Đối tượng và phạm vi áp dụng1) Đối tượng sử dụng chuyên đề:- Giáo viên dạy môn Vật lý lớp 11 tham khảo để hướng dẫn học sinh khắc sâu lí thuyết,luyện giải bài tập.- Học sinh học lớp 11, 12 luyện tập để kiểm tra, thi HSG và thi THPT Quốc Gia mônVật Lý.2) Phạm vi áp dụng:- Bài “Tụ điện” Vật Lý 11.IV. Phương pháp nghiên cứu- Phương pháp nghiên cứu lí thuyết, phương pháp nghiên cứu thực nghiệm.PHẦN B. NỘI DUNGChuyên đề:LÍ THUYẾT VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP TỤ ĐIỆN(2 tiết)A. NỘI DUNG CHUYÊN ĐỀI. Nội dung 1: Lý thuyết+ Cấu tạo và hoạt động của tụ điện.+ Phân loại tụ điện.+ Điện dung của tụ điện, đơn vị đo.+ Năng lượng của tụ điện.+ Cách ghép tụ điện.II. Nội dung 2: Phương pháp giải các dạng bài tập tụ điện.+ Dạng 1: CÁC ĐẠI LƯỢNG ĐẶC TRƯNG CỦA TỤ ĐIỆN+ Dạng 2: GHÉP CÁC TỤ CHƯA TÍCH ĐIỆNIII. Nội dung 3: Kiểm tra, đánh giá trong quá trình dạy học chuyên đề.B. THIẾT KẾ TIẾN TRÌNH DẠY HỌC CHUYÊN ĐỀTIẾT 1.TỤ ĐIỆNI. MỤC TIÊU1. Về kiến thức- Hiểu cấu tạo và động của tụ điện.- Ghi nhớ được định nghĩa về điện dụng và đơn vị đo của tụ điện.- Hiểu cách phân loại tụ điện và tên gọi của tụ điện.2. Kĩ năng- Quan sát hình ảnh các mạch chứa tụ điện.- Giải được các bài tập cơ bản về tụ điện.3. Thái độ- Sử dụng các thiết bị có tụ điện một cách hợp lí.- Tích cực hoạt động nhóm trong quá trình tìm hiểu lí thuyết và giải bài tập.4. Định hướng năng lực được hình thành.- Năng lực chung: năng lực tự học, năng lực giải quyết vấn đề, năng lực hợp tác,- Năng lực chuyên biệt: năng lực tư duy tổng hợp.III. CHUẨN BỊ CỦA GV VÀ HS1. Chuẩn bị của GV- Tranh ảnh về mạch điện có sử dụng tụ điện, một vài tụ điện khác loại.- Chia nhóm HS hoạt động học tập.- Máy tính, máy chiếu, PHBM.2. Chuẩn bị của HS- Tìm hiểu công thức tính điện dung của tụ phẳng, trong SGK nâng cao, tài liệu trênmạng trang “thư viện vật lí”, trang “ violet”.- Máy tính cầm tay, SGK, nháp.IV. Tiến trình lên lớpHoạt động 1: Khởi độnga) Mục tiêu hoạt động- Tạo sự hứng thú, kích thích tò mò, ham hiểu biết, tìm hiểu về các linh kiện điện tử.b) Nội dung hoạt động- HS suy nghĩ về cấu tạo và tác dụng của tụ điện.c) Kĩ thuật tổ chức hoạt độngGV cho HS quan sát các hình ảnh sau và nêu câu hỏi:CH1: Tụ điện là gì ? Tụ điện có công dụng gì ?d) Dự kiến sản phẩm hoạt động- Tụ điện là linh kiện điện tử- Tụ điện được dùng để tích điệnHoạt động 2: Tìm hiểu cấu tạo, công dụng và cách phân loại tụ điệna) Mục tiêu hoạt động- Nêu cấu tạo, ứng dụng của tụ điện- Biết phân loại tụ điện- Biết cách tích điện cho tụ và hiểu được sự tích điện cũng như quy ước điện tích của tụ.b) Nội dung hoạt độngND1: Tìm hiểu định nghĩa tụ điện. Ứng dụng tụ điện.ND2: Phân loại tụ điện.ND3: Làm cách tích điện cho tụ điện và quy ước điện của tụ điện.c) Tổ chức hoạt động- GV chiếu hình ảnh về cấu tạo và hoạt động của tụ điện. Sau đó đặt câu hỏi.CH1: Tụ điện là gì? Ứng dụng tụ điện để làm gì? Tụ điện được dùng phổ biến ở đâu?- GV yêu cầu Học sinh nêu cấu tạo và ứng dụng.- Cá nhân trả lời câu hỏi, HS khác nhận xét, bổ sung, góp ý. GV nhận xét.CH2: Phân loại tụ điện như thế nào?- GV yêu cầu Học sinh nêu cách phân loại tụ điện.- Cá nhân trả lời câu hỏi, HS khác nhận xét, bổ sung, góp ý. GV nhận xét.CH4: Làm cách nào để tích điện cho tụ điện? Người ta quy ước điện của tụ điện như thếnào?- GV yêu cầu Học sinh nêu cách phân loại; cách tích điện và quy ước điện tích của tụ điện.- Cá nhân trả lời câu hỏi, HS khác nhận xét, bổ sung, góp ý. GV nhận xét.HỘP KIẾN THỨC HOẠT ĐỘNG 2I. TỤ ĐIỆN1. Tụ điện là gì?+ Tụ là một hệ hai vật dẫn đặt gần nhau và ngăn cách nhau bằng một lớpđiện môi.+ Tụ điện được dùng phổ biến trong các mạch điện xoay chiều, mạch vôtuyến điện.* Phân loại tụ điện:+ Theo cấu tạo: Tụ phẳng, tụ xoay…+ Theo tên gọi lớp điện môi: Tụ không khí, tụ giấy, tụ mica, tụ sứ, tụ gốm, tụfarafin…d) Sảnphẩm* Cách tích điện cho tụ điện: Nối hai bản của tụ điện với hai cực của nguồn- Nội dung vở ghi của HS, các câu trả lời của học sinhđiện.+ Quy ước điện tích của tụ điện là điện tích trên bản dương của tụ tích được.Hoạt động 3 : Tìm hiểu điện dung của tụ điện.(Cá nhân, Thảo luận nhóm)Hoạt động cá nhân:a) Mục tiêu hoạt độngHọc sinh thực hiện được các nhiệm vụ để tìm hiểu được khái niệm về tụ điện:- Nêu được định nghĩa và viết dược công thức tính điện dung của tụ điện.- Nêu được cấu tạo và viết được công thức tính điện dung của tụ phẳng.- Tìm hiểu Điện dung của tụ điện phụ thuộc yếu tố nào.b) Nội dung hoạt độngND1: Định nghĩa điện dung.ND2: Các đặc điểm của tụ phẳng, điện dung của tụ phẳng phụ thuộc các yếu tố.ND3: Tính chất điện dung của tụ điệnc) Kĩ thuật tổ chức hoạt độngND1: Định nghĩa điện dung.GV: Chia học sinh làm 4 nhóm- GV chiếu hình vẽ phóng to về khả năng tích điện của tụ điện ở các hiệu điện thế U 1;2U1 và …nU1 . Sau đó đặt câu hỏi.CH: Điện dung của tụ điện là gì ?- Các nhóm quan sát hình vẽ, VD về tụ điện tích điện ở các hiệu điện thế khác nhau- GV quan sát HS thảo luận nhóm, gợi ý cho những nhóm cần hỗ trợ- Tổ chức cho các nhóm báo cáo kết quả thảo để định nghĩa điện dung của tụ điệnND2: Tìm hiểu tụ phẳng*) GV chuyển giao nhiệm vụ:- Nêu cấu tạo của tụ phẳng ?- Nêu công thức tính điện dung của tụ phẳng? Điện dung của tụ điện phụ thuộc yếu tố nào?*) Thực hiện nhiệm vụ- Học sinh đọc SGK kết hợp với việc đã được giao nhiệm vụ đọc SGK nâng cao, sách thamkhảo ở nhà.*) Báo cáo thảo luận- Đại diện nhóm nêu cấu tạo và viết công thức, HS khác nhận xét, bổ sung, góp ý.ND3: Điện dung của tụ điện có phụ thuộc vào hiệu điện thế giữa hai bản tụ?*) GV chuyển giao nhiệm vụ:- GV chiếu hình vẽ phóng to về khả năng tích điện của tụ điện ở các hiệu điện thế U 1; 2U1 và3U1 và ra câu hỏi thảo luận.CH 1: Điện dung của tụ điện có phụ thuộc vào hiệu điện thế giữa hai bản tụ không?CH 2: Đơn vị đo điện dung của tụ điện?*) Thực hiện nhiệm vụ- HS các nhóm quan sát VD khả năng tích điện của tụ điện ở các hiệu điện thế khác nhau, Lậpcác tỉ số giữa điện tích và hiệu điện thế trong từng trường hợp, nêu đơn vị đo điện dung.*) Báo cáo thảo luận- Đại diện mỗi nhóm cử đại diện báo cáo- Các nhóm khác theo dõi, đưa ra ý kiến góp ý, bổ sungHoạt động 4: Củng cố vận dụng vào thực tiễn.a) Mục tiêu- Giải được các bài tập đơn giản về tụ điệnb) Nội dung- GV chiếu bài tập và giao nhiệm vụ học tập:+ Chọn đáp án, giải thích câu 1, câu 2 và câu 3+ Tóm tắt, đổi đơn vị, ghi và biến đổi công thức giải tự luận các câu 4 và câu 5- Cá nhân HS trình bày lời giải trên giấy nháp.Câu 1. Một tụ điện có điện dung C, điện tích q, hiệu điện thế U. Tăng hiệu điện thế hai bản tụ lên gấpđôi thì điện tích của tụ sẽA. không đổi.B. tăng gấp đôi.C. tăng gấp bốn.D. giảm một nửa.Câu 2. Một tụ điện có điện dung C, điện tích q, hiệu điện thế U. Tăng hiệu điện thế hai bản tụ lên gấpđôi thì điện dung của tụ điện sẽA. không đổi.B. tăng gấp đôi.C. tăng gấp bốn.D. giảm một nửa.Câu 3. Một tụ điện phẳng mắc vào hai cực của một nguồn điện có hiệu điện thế 500V. Ngắt tụ khỏinguồn rồi tăng khoảng cách lên hai lần. Hiệu điện thế của tụ điện khi đó sẽA. giảm 2 lần.B. tăng 2 lần.C. tăng 4 lần.D. giảm 4 lần.Câu 4. Một tụ điện phẳng có điện dung 7nF chứa đầy điện môi có hằng số điện môi ε, diện tích mỗibản là 15cm2 và khoảng cách giữa hai bản bằng 10-5m. Hằng số điện môi của tụ điện làA. 3,7.B. 3,9.C. 4,5 .D.5,3.Câu 5. Một tụ điện có điện dung 2000 pF mắc vào hai cực của nguồn điện hiệu điện thế 5000V. Xácđịnh điện tích của tụ điện:A. 10μC.B. 20 μC.C. 30μC.D. 40μC.c) Tổ chức hoạt động- Các nhóm báo cáo kết quả và trình bày lời giải trên bảngd) Sản phẩm- Bài giải của học sinhe) Đánh giá- Giáo viên theo dõi hoạt động của từng cá nhân, quan sát giấy nháp HS đang sử dụng làm bài pháthiện những khó khăn của HS- GV đánh giá sự tiến bộ của HS, khả năng vận dụng vào thực tiễn, giải quyết tình huốngHỘP KIẾN THỨC HOẠT ĐỘNG 3, 4II. DIỆN DUNG CỦA TỤ ĐIỆN1. Định nghĩa+ Là đại lượng đặc trưng cho khả năng tích điện của tụ điện ở một hiệu điện thế nhất định.+ Điện dung của tụ điện được xác định bằng thương số của điện tích của tụ điện và hiệu điệnthế giữa hai bản tụ.+ Điện dung của tụ điện không phụ thuộc hiệu điện thế giữa hai bản tụ mà phụthuộc cấu tạo và bản chất bên trong tụ.+ Đơn vị điện dung là Fara: F+ Các ước số của Fara:2. Ví dụCâu 1.B; Câu 2.A; Câu 3.B;Câu 4.D; Câu 5.D.Hoạt động 5 ( Ở nhà ): Tìm tòi mở rộng.(Cá nhân)GV: Yêu cầu đọc bài đọc thêm “Máy sao chụp quang học” SGK vật lí nâng cao trang 44GV: Cấu tạo hoạt động của “Máy sao chụp quang học”.HS: Ghi nhiệm vụ học tập.V. Câu hỏi kiểm tra đánh giá.Câu 1. Một tụ điện có điện dung C, điện tích q, hiệu điện thế U. Tăng hiệu điện thế hai bản tụ lên gấp4 lần thì điện tích của tụ:A. không đổi B. tăng gấp 2 lầnC. tăng gấp 4 lầnD. giảm một nửaCâu 2. Điện dung của tụ điện phẳng phụ thuộc vào:A. hình dạng, kích thước tụ và bản chất điện môiB. kích thước, vị trí tương đối của 2 bản và bản chất điện môiC. hình dạng, kích thước, vị trí tương đối của hai bản tụD. hình dạng, kích thước, vị trí tương đối của hai bản tụ và bản chất điện môiCâu 3. Một tụ điện có điện dung C, điện tích q, hiệu điện thế U. Ngắt tụ khỏi nguồn, giảm điện dungxuống cònthì điện tích của tụ:A. không đổiB. tăng gấp đôiC. Giảm còn một nửaD. giảm còn một phần ba.Câu 4. Một tụ điện điện dung 5μF được tích điện đến điện tích bằng 86μC. Tính hiệu điện thế trên haibản tụ:A. 17,2VB. 27,2VC.37,2VD. 47,2VCâu 5. Một tụ điện điện dung 24nF tích điện đến hiệu điện thế 450V thì có bao nhiêu electron mới dichuyển đến bản âm của tụ điện:A. 575.1011 electron B. 675.1011 electronC. 775.1011 electron D. 875.1011 electronCâu 6. Một tụ điện có điện dung 500pF mắc vào hai cực của một máy phát điện có hiệu điện thế 220V.Tính điện tích của tụ điện:A. 0,31μCB. 0,21μCC.0,11μCD.0,01μCCâu 7. Một tụ điện điện dung 12pF mắc vào nguồn điện một chiều có hiệu điện thế 4V. Tăng hiệu điệnthế này lên bằng 12V thì điện dung của tụ điện này sẽ có giá trị:A.36pFB. 4pFC. 12pFD. còn phụ thuộc vào điện tích của tụCâu 8. Một tụ điện phẳng hai bản có dạng hình tròn bán kính 2cm đặt trong không khí cách nhau2mm. Điện dung của tụ điện đó là:A. 1,2pFB. 1,8pFC. 0,87pFD. 0,56pFCâu 9. Hai bản tụ điện phẳng hình tròn bán kính 60cm, khoảng cách giữa hai bản là 2mm, giữa hai bảnlà không khí. Điện dung của tụ là:A. 5nFB. 0,5nFC. 50nFD. 5μFCâu 10. Một tụ điện phẳng hai bản có dạng hình tròn bán kính 2cm đặt trong không khí cách nhau2mm. Điện dung của tụ điện đó là:A. 1,2pFB. 1,8pFC. 0,87pFD. 0,56pFHS: Nhận nhiệm vụ học tập10TIẾT 2TỤ ĐIỆN (Tiếp theo)I. MỤC TIÊU1. Về kiến thức- Ghi nhớ được công thức tính năng lượng của tụ điện.- Hiểu ghi nhớ được công thức tính điện tích, hiệu điện thế, điện dung của bộ tụ ghépnối tiếp và bộ tụ ghép song song.2. Kĩ năng- Biến đổi các công thức, phân tích sơ đồ mạch điện có chứa nhiều tụ.- Giải được các bài tập vận dụng công thức tính năng lượng, công thức tính điện tích,hiệu điện thế, điện dung của bộ tụ ghép nối tiếp và bộ tụ ghép song song.3. Thái độ- Sử dụng các thiết bị có tụ điện một cách hợp lí.- Tự giác, tích cực tìm hiểu lí thuyết và giải bài tập.4. Định hướng năng lực được hình thành.- Năng lực chung: năng lực tự học, năng lực giải quyết vấn đề, năng lực hợp tác,- Năng lực chuyên biệt: năng lực tư duy tổng hợp.III. CHUẨN BỊ CỦA GV VÀ HS1. Chuẩn bị của GV- Máy tính, máy chiếu, PHBM.2. Chuẩn bị của HS- Tìm hiểu công thức điện tích, hiệu điện thế, điện dung của bộ tụ ghép nối tiếp và bộ tụghép song song trong SGK nâng cao, tài liệu trên mạng trang “thư viện vật lí”, trang “ violet”.- Máy tính cầm tay, SGK, nháp.IV. Tiến trình lên lớpHoạt động 1 (Ở lớp): Tìm hiểu năng lượng, các cách ghép tụ điệnHoạt động cá nhân:a) Mục tiêu- Tìm hiểu công thức tính năng lượng- các cách ghép tụ điện, công thức tính Q, U và C của bộ tụb) Nội dung- Viết công thức tính năng lượng- Phân biệt các cách ghép tụ điện, công thức tính Q, U và C của bộ tụ?c) Tổ chức hoạt độngND 1: công thức tính năng lượng- GV đặt câu hỏi: Công thức tính năng lượng điện trường của tụ điện?+ W phụ thuộc Q và C; W phụ thuộc C và U ; W phụ thuộc Q và U11- Học sinh đọc sách tham khảo đã chuẩn bị ở nhà viết công thức và biến đổi các công thức, HSkhác nhận xét, bổ sung, góp ý.- GV nhận xét, kết luận.ND 2: công thức tính điện tích ,, hiệu điện thế và điện dung của bộ tụ.- GV Nêu ví dụ: đoạn mạch AB gồm các tụ điện có điện dung C 1, C2,…,Cn ; được mắc vàonguồn điện có hiệu điện thế U, khi đó bộ tụ tích được điện tích Q.Hãy xác định:+ U theo hiệu điện thế giữa hai bản của mỗi tụ điện?+ Q theo điện tích mỗi bản mà tụ tích được? C điện dung của bộ tụ?Trong hai trường hợp: a. Bộ tụ ghép nối tiếp b. Bộ tụ ghép song song- HS thảo luận nhóm- HS đại diện nhóm trình trình bày, các nhóm khác nhận xét, bổ sung.- GV quan sát hướng dẫn các nhóm cần hỗ trợ.d) Sản phẩm- Bài báo cáo của nhóm, các phép biến đổi công thức, kiến thức liên hệ.e) Đánh giá- GV quan sát hoạt động của các nhóm và căn cứ vào sản phẩm của HS đánh giá sự tậptrung, sự tiến bộ của HSHỘP KIẾN THỨC HOẠT ĐỘNG 12. Năng lượng điện trường của tụ điện3. Ghép tụ điệna. Ghép nối tiếpSơ đồ:Đặc điểm:+ U1 + U2 + . . .+ Un = U+ Qbộ = Q1 = Q2 = . . . = Qnb. Ghép song songSơ đồ:Đặc điểm:+ U1 = U2 = . . .= Un = U+ Qbộ = Q1 + Q2 + . . + Qn+ Cbộ = C1 + C2 + . . . + Cn12Hoạt động 2: Hướng dẫn giải bài tập (ở lớp)DẠNG 1: CÁC ĐẠI LƯỢNG ĐẶC TRƯNG CỦA TỤ ĐIỆN.a) Mục tiêu hoạt động- Nêu được phương pháp giải bài tập tính W và bài tập ghép tụb) Nội dungPhương pháp chung: vận dụng các công thức sau+ Điện dung của tụ điện: C + Năng lượng của tụ điện: W (1)1 Q2 1 Q.U  C.U 22 C+ Điện dung của tụ điện phẳng: C  . o .S .S(2)9.10 9 .4. .dTrong đó S là diện tích của một bản (là phần đối diện của bản kia). Đối với tụ điện biến thiênthì phần đối diện của hai bản sẽ thay đổi.c) Tổ chức hoạt động- ND 1: GV cho ví dụBài toán 1: Tụ điện phẳng hình tròn có bán kính r, khoảng cách giữa hai bản là d, hiệu điệnthế giữa hai bản là U, trong khoảng giữa hai bản là không khí. Tính điện tích của tụ điện.Bài toán 2: Một tụ điện phẳng có điện môi không khí; khoảng cách giữa 2 bản là d = 0,5 cm;diện tích một bản là 36 cm2. Mắc tụ vào nguồn điện có hiệu điện thế U=100 V.1) Tính điện dung của tụ điện và điện tích tích trên tụ.2) Tính năng lượng điện trường trong tụ điện. Tụ điện có dùng làm nguồn điện đượckhông?3) Nếu người ta ngắt tụ điện ra khỏi nguồn rồi nhúng nó chìm hẳn vào một điện môilỏng có hằng số điện môi ε = 2. Tìm điện dung của tụ và hiệu điện thế của tụ.4) Nếu người ta không ngắt tụ khỏi nguồn và đưa tụ vào điện môi lỏng như ở phần 3.Tính điện tích và hiệu điện thế giữa 2 bản tụ.Bước 2: Học sinh trình bày lời giải, HS khác nhận xét, chính xác hóa lời giải.Bước 3: GV hướng dẫn, kết luận.d) Sản phẩm- Lời giải cá nhân học sinh- Dự kiến lời giảiBài toán 1:+ Diện tích mỗi bản tụ: S  r 213Sr2+ Điện tích của tụ điện là: Q = CU =U=9.109.4d36.109 dHướng dẫn giải:Bài toán 2: .S36.104102(F )1) Điện dung của tụ điện: C 9.109.4 .d 9.109.4 .0, 005 5.102.100 (C )Điện tích tích trên tụ: Q  C.U 5.5.1 102102) Năng lượng điện trường: W  CU .104  ( J ) .2 5.+ Khi tụ điện phóng điện, tụ điện sẽ tạo thành dòng điện. Tuy nhiên thời gian phóngđiện của tụ rất ngắn, nên tụ không thể dùng làm nguồn điện được. Dòng điện do nguồn điệnsinh ra phải tồn tại ổn định trong một thời gian khá dài.3) Khi nhúng tụ vào trong dung môi có ε = 2  C’ = 2C =2.102(F )5.+ Khi ngắt tụ ra khỏi nguồn  tụ điện trở thành hệ cô lập  điện tích của tụ không thayđổi:=> Q’ = Q => C’U’ = CU => U ‘ U   50(V )C’4) Khi không ngắt tụ ra khỏi nguồn  hiệu điện thế 2 bản tụ không thay đổi:=> U’ = U = 100V=>Q’ QC’ � Q ‘  Q  2Q (C )C’ C5.- ND 2: GV giao việc về nhà:a) Mục tiêu- Giải các bài tập vận dụngCâu 1: Một tụ điện điện dung 5μF được tích điện đến điện tích bằng 86μC. Tính hiệu điện thếtrên hai bản tụ:A. 17,2VB. 27,2VC.37,2VD. 47,2VCâu 2: Một tụ điện điện dung 24nF tích điện đến hiệu điện thế 450V thì có bao nhiêu electronmới di chuyển đến bản âm của tụ điện:A. 575.1011 electronB. 675.1011 electronC. 775.1011 electronD. 875.1011 electronCâu 3:Bộ tụ điện trong chiếc đèn chụp ảnh có điện dung 750 μF được tích điện đến hiệu điệnthế 330V. Xác định năng lượng mà đèn tiêu thụ trong mỗi lần đèn lóe sáng:A. 20,8JB. 30,8JC. 40,8JD. 50,8J14Câu 4: Bộ tụ điện trong chiếc đèn chụp ảnh có điện dung 750 μF được tích điện đến hiệu điệnthế 330V. Mỗi lần đèn lóe sáng tụ điện phóng điện trong thời gian 5ms. Tính công suất phóngđiện của tụ điện:A. 5,17kWB.6 ,17kWC. 8,17kWD. 8,17kWCâu 5: Một tụ điện có điện dung 500pF mắc vào hai cực của một máy phát điện có hiệu điệnthế 220V. Tính điện tích của tụ điện:A. 0,31μCB. 0,21μCC.0,11μCD.0,01μCCâu 6: Tụ điện phẳng không khí có điện dung 5nF. Cường độ điện trường lớn nhất mà tụ cóthể chịu được là 3.105V/m, khoảng cách giữa hai bản là 2mm. Điện tích lớn nhất có thể tíchcho tụ là:A. 2 μCB. 3 μCC. 2,5μCD. 4μCCâu 7: Năng lượng điện trường trong tụ điện tỉ lệ với:A. hiệu điện thế giữa hai bản tụ điệnB. điện tích trên tụ điệnC. bình phương hiệu điện thế hai bản tụ điệnD. hiệu điện thế hai bản tụ và điện tích trên tụCâu 8: Một tụ điện có điện dung 5nF, điện trường lớn nhất mà tụ có thể chịu được là3.105V/m, khoảng cách giữa hai bản là 2mm. Hiệu điện thế lớn nhất giữa hai bản tụ là:A. 600VB. 400VC. 500VD.800VCâu 9: Một tụ điện có điện dung 2000 pF mắc vào hai cực của nguồn điện hiệu điện thế5000V. Tính điện tích của tụ điện:A. 10μCB. 20 μCC. 30μCD. 40μCCâu 10: Một tụ điện có điện dung 2000 pF mắc vào hai cực của nguồn điện hiệu điện thế5000V. Tích điện cho tụ rồi ngắt khỏi nguồn, tăng điện dung tụ lên hai lần thì hiệu điện thế củatụ khi đó là:A. 2500VB. 5000VC. 10 000VD. 1250VCâu10Đáp ánb) Sản phẩm- Lời giải tự luậnc) Đánh giá- GV đánh giá quá trình thực hiện nhiệm vụ của HS thông lời giải trong vở bài tậpND3: GHÉP CÁC TỤ CHƯA TÍCH ĐIỆN.a) Mục tiêu- Giải được các bài tập ghép tụb) Nội dung+ Vận dụng các công thức tìm điện dung C, điện tích Q, hiệu điện thế U của tụ điệntrong các cách mắc song song, nối tiếp.+ Nếu trong bài có nhiều tụ được mắc hỗn hợp, ta cần tìm ra được cách mắc tụ điện củamạch đó rồi mới tính toán.15+ Trong tụ điện xoay có sự thay đổi điện dung là do sự thay đổi diện tích đối diện củacác tấm. Nếu là có n tấm thì sẽ có (n-1) tụ phẳng mắc song song.+ Khi tụ điện bị đánh thủng nó trở thành vật dẫn.c) Tổ chức các hoạt động- GV cho ví dụBài toán 1: Tính điện dung tương đương, điện tích, hiệu điện thế của mỗi tụ điện trong cáctrường hợp sau:C3C1C1C2C2C2C3C1C2C3C3C1(Hình 4)(Hình 1)(Hình 2)(Hình 3)Bài toán 2: Cho mạch điện như hình vẽ với: C1 = 12  F ; C2 = 4  F ; C3 = 3  F ; C4 = 6  F ;C5 = 5  F ;UAB = 50 V. Tính:a) Điện dung của bộ tụ.C1b) Điện tích và hiệu điện thế mỗi tụ.c) Hiệu điện thế UMN.C2C5C3N C4- Học sinh trình bày lời giải, HS khác nhận xét, chính xác hóa lời giải.d) Sản phẩm- Lời giải của HSBài toán 1:Hình 1: C1 = 2 F, C2 = 4 F, C3 = 6 F. UAB = 100 V.Hình 2: C1 = 1 F, C2 = 1,5 F, C3 = 3 F. UAB = 120 V.Hình 3: C1 = 0,25 F, C2 = 1 F, C3 = 3 F. UAB = 12 V.Hình 4: C1 = C2 = 2 F, C3 = 1 F, UAB = 10 V.Hướng dẫn giải:Bài toán 2:a) Điện dung của bộ tụ:C12 =C1.C2 3 F .C1  C2C34 =16C3.C4 2 F .C3  C4C1234 = C12 +C34 = 5  F .Cb =C1234.C5 2,5 F .C1234  C5b) Điện tích và hiệu điện thế mỗi tụ+ Vì C1234 nt C5 nên: q1234 = q5 = qb = Cb.UAB = 125 CVậy U5 =q5 125 25V �U1234  U AB  U5  25V .C5+ Vì C1 và C2 nt nên : q12 = q1 = q2 = C12.U1234 = 3.25 = 75 C .Vậy : U1 q1C1 6,25V. và U2 q2C2 18,75V .+ C3 nt C4 nên : q3 = q4 =C34.U1234 = 50 C .U3 =q3C35050 16,7V ; U4 = 4  8,3VC4Hiệu điện thế UMN: UMN = UMA +UAN = – U3 +U1 = – 16,7 + 6,25 = – 10,5V.e) Đánh giá- GV nhận xét mức độ hoàn thành nhiệm vụ của HSV. Câu hỏi kiểm tra đánh giá chủ đềCâu 1: Ba tụ điện giống nhau cùng điện dung C ghép song song với nhau thì điện dung của bộtụ là:A. CB. 2CC. C/3D. 3CCâu 2: Ba tụ điện giống nhau cùng điện dung C ghép nối tiếp với nhau thì điện dung của bộ tụlà:A. CB. 2CC. C/3D. 3CCâu 3: Bộ ba tụ điện C1 = C2 = C3/2 ghép song song rồi nối vào nguồn có hiệu điện thế 45V thìđiện tích của bộ tụ là 18.10-4C. Tính điện dung của các tụ điện:A. C1 = C2 = 5μF; C3 = 10 μFB. C1 = C2 = 8μF; C3 = 16 μFC. C1 = C2 = 10μF; C3 = 20 μFD. C1 = C2 = 15μF; C3 = 30 μFCâu 4: Hai tụ điện có điện dung C 1 = 2 μF; C2 = 3 μF mắc nối tiếp nhau. Tính điện dung củabộ tụ:A. 1,8 μFB. 1,6 μFC. 1,4 μFD. 1,2 μFCâu 5: Hai tụ điện có điện dung C1 = 2 μF; C2 = 3 μF mắc nối tiếp nhau. Đặt vào bộ tụ hiệuđiện thế một chiều 50V thì hiệu điện thế của các tụ là:A. U1 = 30V; U2 = 20VB. U1 = 20V; U2 = 30VC. U1 = 10V; U2 = 40VD. U1 = 250V; U2 = 25VCâu 5: BốnC2 mắc thành bộ theo sơ đồ như hình vẽ, C 1 =C1 tụ điện1μF;M C2 = C3 = 3 μF. Khi nốiN hai điểm M, N với nguồn điện thìC1 có điệnC3tích q1 =C46μC và cả bộ tụ có điện tích q = 15,6 μC.Hiệu điện thế đặt vào bộ tụ đó là:17A. 4VB. 6VC. 8VD. 10VCâu 6: Bốn tụ điện mắc thành bộ theo sơ đồ như hình vẽ ở trên, C 1 = 1μF; C2 = C3 = 3 μF. Khinối hai điểm M, N với nguồn điện thì C 1 có điện tích q1 = 6μC và cả bộ tụ có điện tích q = 15,6μC. Điện dung C4 là:A. 1 μFB. 2 μFC. 3 μFD. 4 μFCâu 7: Ba tụ C1 = 3nF, C2 = 2nF, C3 = 20nF mắc như hình vẽ.Nối bộ tụ với hiệu điện thế 30V. Tính điện dung của cả bộ tụ:A. 2nFB. 3nFC. 4nFD. 5nFC1C3C2Câu 8: Ba tụ C1 = 3nF, C2 = 2nF, C3 = 20nF mắc như hình vẽ trên. Nối bộ tụ với hiệu điện thế30V. Tụ C1 bị đánh thủng. Tìm điện tích và hiệu điện thế trên tụ C3:A. U3 = 15V; q3 = 300nCB. U3 = 30V; q3 = 600nCC.U3 = 0V; q3 = 600nCD.U3 = 25V; q3 = 500nCCâu 9: Hai tụ điện C1 = 0,4μF; C2 = 0,6μF ghép song song rồi mắc vào hiệu điện thế U < 60Vthì một trong hai tụ có điện tích 30μC. Tính hiệu điện thế U và điện tích của tụ kia:A. 30V, 5 μCB. 50V; 50 μCC. 25V; 10 μCD. 40V; 25 μCCâu 10: Ba tụ điện ghép nối tiếp có C1 = 20pF, C2 = 10pF, C3 = 30pF. Tính điện dung của bộ tụđó:A. 3,45pFB. 4,45pFC.5,45pFC1D. 6,45pFCâu 11: Một mạch điện như hình vẽ, C1 = 3 μF , C2 = C3 =4 μF. Tính điện dung của bộ tụ:A. 3 μFB. 5 μFC. 7 μFD. 12 μFC2C3Câu 12: Một mạch điện như hình vẽ trên, C1 = 3 μF , C2 = C3 = 4 μF. Nối hai điểm M, N vớihiệu điện thế 10V. Điện tích trên mỗi tụ điện là:A. q1 = 5 μC; q2 = q3 = 20μCB. q1 = 30 μC; q2 = q3 = 15μCC. q1 = 30 μC; q2 = q3 = 20μCD. q1 = 15 μC; q2 = q3 = 10μCCâu 13: Ba tụ điện có điện dung bằng nhau và bằng C. Để được bộ tụ có điện dung là C/3 taphải ghép các tụ đó thành bộ:A. 3 tụ nối tiếp nhauB. 3 tụ song song nhauC. (C1 nt C2)//C3D. (C1//C2)ntC3Câu 14: Ba tụ điện C1 = C2 = C, C3 = 2C. Để được bộ tụ có điện dung là C thì các tụ phảighép:A. 3 tụ nối tiếp nhauB. (C1//C2)ntC3C. 3 tụ song song nhauD. (C1 nt C2)//C3Câu 15: Ba tụ C1 C=1 3nF, C2 = 2nF, C3 = 20nF mắc như hình vẽ.C3 với hiệu điện thế 30V. Tính hiệu điện thế trên tụ C2:Nối bộ tụA. 12VC2B. 18V18C. 24VD. 30VCâu 16: Ba tụ C1 = 3nF, C2 = 2nF, C3 = 20nF mắc như hình vẽ trên. Nối bộ tụ với hiệu điện thế30V. Tụ C1 bị đánh thủng. Tìm điện tích và hiệu điện thế trên tụ C1:A. U1 = 15V; q1 = 300nCB. U1 = 30V; q1 = 600nCC.U1 = 0V; q1 = 0nCD.U1 = 25V; q1 = 500nCCâuĐáp ánCâuĐáp án10111213141516Tam đảo, ngày 10 tháng 12 năm 2018Người viếtTrần Văn Tài19