Bài 3 trang 40 SGK Vật Lí 11 Nâng cao

Đề bài

Một tụ điện có điện dung \(C = 5\mu F\) được tích điện, điện tích của tụ điện \(Q = {10^{ - 3}}C\). Nối tụ điện đó vào bộ acquy có hiệu điện thế không đổi \(U = 80V\); bản tích điện dương nối với cực dương, bản tích diện âm nối với cực âm của bộ  acquy. Hỏi khi đó năng lượng của bộ acquy tăng lên hay giảm đi? Tăng hay giảm bao nhiêu?

Lời giải chi tiết

\(C = 5\mu F = {5.10^{ - 6}}F\) ; \(Q = {10^{ - 3}}\left( C \right)\) ;\(U= 80\left( V \right)\)

Năng lượng của tụ điện lúc chưa nối vào 2 cực acquy:

\(W = {{{Q^2}} \over {2C}} = {{{{\left( {{{10}^{ - 3}}} \right)}^2}} \over {{{2.5.10}^{ - 6}}}} = {10^{ - 1}} = 0,1\left( J \right)\)

Khi nối 2 bản cực tụ điện vào 2 điện cực của acquy có U=80 (V) lúc này năng lượng của tụ điện là :

\(W' = {{C{U^2}} \over 2} = {{{{5.10}^{ - 6}}{{.80}^2}} \over 2}  = 0,016\left( J \right)\)

 Ta thấy  \(W > W’\) nên năng lượng của bộ acquy tăng lên một lượng là:

\(\Delta W = W - W' = 0,1 - 0,016 = 0,084\left( J \right)\)