Cho mạch điện Hình 3.2, trong đó C1=6,00muyF, C2=3,00muyF và U=20,0V

Giải SBT Vật lí 11 Chủ đề 3: Điện trường

Câu 3 trang 33 SBT Vật Lí 11: Cho mạch điện Hình 3.2, trong đó $C_1=\mathrm{6,00}\mu \text{F, }{C}_2=\mathrm{3,00}\mu \text{F và }U=\mathrm{20,0}\text{V}$. Đầu tiên, đóng công tắc K₁ tụ điện C₁ được nạp điện (vẫn ngắt công tắc K₂). Sau đó, ngắt công tắc K₁ và đóng công tắc K₂, tụ điện C₁  được nối với tụ điện C₂

a) Tính điện tích ban đầu mà tụ điện C₁ thu được.

b) Tìm điện tích cuối cùng trên mỗi tụ điện.

Lời giải:

b) Sau khi tụ điện C₁ được ngắt khởi nguồn và nối với tụ điện C₂, điện tích ở tụ điện C₁ được phân bố trên tụ điện C₁ và tụ điện C_2. Gọi điện tích trên tụ điện thứ nhất sau khi phân bố lại là Q₁ và điện tích trên tụ điện thứ hai là Q₂ ta có:

$Q=Q_1+Q_2\Rightarrow Q_1=Q-Q_2$

$U=\frac{Q}{C}\Rightarrow \frac{Q-Q_2}{C_1}=\frac{Q_2}{C_2}$

$Q_2=\frac{C_2}{C_1+C_2}Q=\frac{\mathrm{3,00}\mu \text{F}}{\left(\mathrm{6,00}\mu \text{F}\right)+\left(\mathrm{3,00}\mu \text{F}\right)}\left(120\mu \text{C}\right)=\mathrm{40,0}\mu \text{C}$

$Q_1=120\mu \text{C}-\mathrm{40,0}\mu \text{C}=\mathrm{80,0}\mu \text{C}.$