Trắc nghiệm Bài 9. Định luật Ôm cho mạch chứa tụ điện - Vật Lí 11Đề bài
Câu 1 :
Cho mạch điện sau: Biết E = 24V, r = 2$\Omega $, R1 = R2 = 5$\Omega $, C1 = 4.10-7F, C2 = 6.10-7F. Điện tích trên 2 bản tụ điện khi K mở là 
Câu 2 :
Cho mạch điện sau: Biết E = 24V, r = 2$\Omega $, R1 = R2 = 5$\Omega $, C1 = 4.10-7F, C2 = 6.10-7F. Điện tích trên 2 bản tụ điện khi K đóng là? 
Câu 3 :
Cho mạch điện như hình vẽ Khi đóng khóa K, hiệu điện thế ổn định trên tụ điện là U1 = 27V. Hãy tìm suất điện động của nguồn và xác định hiệu điện thế ổn định U2 trên tụ sau khi ngắt khóa K, biết r = R1 = R; R2 = 2R; R3 = 3R 
Câu 4 :
Cho mạch điện như hình vẽ: $E = 12V$, $r = 2\Omega $, $R_1 = 1\Omega $, $R_2 = 2\Omega $, $R_3 = 3\Omega $, C1 = 1μF, C2 = 2μF. Dòng điện chạy qua nguồn là? 
Câu 5 :
Cho mạch điện như hình vẽ:  \(E = 12V,r = 2\Omega ,{R_1} = 1\Omega ,{R_2} = 2\Omega ,{R_3} = 3\Omega \), \({C_1} = 1\mu F,{C_2} = 2\mu F\) Điện tích trên từng tụ điện là?
Câu 6 :
Cho mạch điện như hình vẽ: R1 = 20$\Omega $, R2 = 30$\Omega $, R3 = 10$\Omega $, C1 = 20μF, C2 = 30μF, U = 50V Ban đầu K mở, điện lượng qua R3 khi K - đóng là bao nhiêu? 
Câu 7 :
Cho mạch điện như hình vẽ: Mỗi nguồn E = 7V, r = 1$\Omega $, R1 = 16$\Omega $, R2 = R3 = 10$\Omega $, Đ(4V-1W), C = 2nF. Coi rằng vôn kế của điện trở của ampe kế không đáng kể, điện trở của vôn kế rất lớn. Số chỉ của vônkế và ampe kế là? 
Câu 8 :
Cho mạch điện như hình vẽ: E = 6V, r = R3 = 0,5$\Omega $, R1 = 3$\Omega $, R2 = 2$\Omega $, C1 = C2 = 0,2μF. Bỏ qua điện trở dây nối. Số electron dịch chuyển qua khóa K là? 
Câu 9 :
Cho mạch điện như hình vẽ: E1 = 6V, E2 = 3V; C1 = C2 = 0,1μF Ban đầu K - ngắt, xác định số điện tử chuyển qua khóa K khi K - đóng? 
Câu 10 :
Cho mạch điện như hình vẽ  \({E_1} = 6V,{E_2} = 3V\), \({r_1} = 2\Omega ,{r_2} = 1\Omega \), \({R_1} = 4\Omega ,{R_2} = 2\Omega \). Các tụ điện có điện dung \({C_1} = 0,6\mu F,{C_2} = 0,3\mu F\). Ban đầu K ngắt sau đó đóng K. Hiệu điện thế giữa hai điểm D và N khi K - ngắt và K - đóng.
Lời giải và đáp án
Câu 1 :
Cho mạch điện sau: Biết E = 24V, r = 2$\Omega $, R1 = R2 = 5$\Omega $, C1 = 4.10-7F, C2 = 6.10-7F. Điện tích trên 2 bản tụ điện khi K mở là
Đáp án : A Phương pháp giải :
+ Áp dụng định luật Ôm cho toàn mạch: \(I = \frac{E}{{{R_N} + r}}\) + Áp dụng biểu thức tính điện dung nối tiếp: \(\frac{1}{C} = \frac{1}{{{C_1}}} + \frac{1}{{{C_2}}}\) + Áp dụng biểu thức Q = CU Lời giải chi tiết :
Ta có: Dòng điện một chiều không qua tụ điện nên khi khóa K mở - dòng điện chỉ chạy qua R1 và R2. Dòng điện chạy trong mạch: \(I = \frac{E}{{{R_1} + {R_2} + r}} = \frac{{24}}{{5 + 5 + 2}} = 2(A)\) + Khi đó, R1 và R2 mắc nối tiếp nhau nên hiệu điện thế giữa hai điểm A và B là: UAB = I.R12 = 2.10 = 20V + Vì hai tụ điện mắc nối tiếp nên điện dung của bộ tụ là: \(\frac{1}{C} = \frac{1}{{{C_1}}} + \frac{1}{{{C_2}}} \to C = \frac{{{C_1}{C_2}}}{{{C_1} + {C_2}}} = 2,{4.10^{ - 7}}F\) + Hiệu điện thế của bộ tụ C là: U = UAB = 20V Vì hai tụ điện mắc nối tiếp nên: Q1 = Q2 = Q = CU = 2,4.10-7.20 = 4,8.10-6C
Câu 2 :
Cho mạch điện sau: Biết E = 24V, r = 2$\Omega $, R1 = R2 = 5$\Omega $, C1 = 4.10-7F, C2 = 6.10-7F. Điện tích trên 2 bản tụ điện khi K đóng là?
Đáp án : D Phương pháp giải :
+ Áp dụng định luật Ôm cho toàn mạch: \(I = \frac{E}{{{R_N} + r}}\) + Áp dụng biểu thức Q = CU Lời giải chi tiết :
Ta có: Dòng điện một chiều không qua tụ điện nên khi khóa K đóng - dòng điện chỉ chạy qua R1 và R2. Dòng điện chạy trong mạch: \(I = \frac{E}{{{R_1} + {R_2} + r}} = \frac{{24}}{{5 + 5 + 2}} = 2(A)\) + Lúc này, tụ C1 // R1 và tụ C2 // R2, ta có: \(\left\{ \begin{array}{l}{U_{C1}} = {U_{R1}} = I{R_1} = 10V\\{U_{C2}} = {U_{R2}} = I{R_2} = 10V\end{array} \right.\) Điện tích của các tụ lúc này: \(\left\{ \begin{array}{l}{Q_1} = {C_1}{U_{C1}} = {4.10^{ - 6}}C\\{Q_2} = {C_2}{U_{C2}} = {6.10^{ - 6}}C\end{array} \right.\)
Câu 3 :
Cho mạch điện như hình vẽ Khi đóng khóa K, hiệu điện thế ổn định trên tụ điện là U1 = 27V. Hãy tìm suất điện động của nguồn và xác định hiệu điện thế ổn định U2 trên tụ sau khi ngắt khóa K, biết r = R1 = R; R2 = 2R; R3 = 3R
Đáp án : A Phương pháp giải :
Áp dụng định luật Ôm cho toàn mạch: \(I = \frac{E}{{{R_N} + r}}\) Lời giải chi tiết :
Gọi dòng điện qua các điện trở R1 và R2 khi đóng khóa K là I1 và I2, dòng điện trong mạch chính là I Ta có: I = I1 + I2 (1) + R1 // R2 => UR1 = UR2 ↔ I1R = I2.2R => I1 = 2I2 (2) + Xét mạch kín chứa nguồn: E = I.R + I1R1 + I.R3 = IR + I1R + I.3R (3) + Dòng điện ổn định trong mạch chính: \(I = \frac{{{U_1}}}{{3R}}\) (4) Từ (1) và (2), ta suy ra I = 1,5I1 Thế vào (3), ta được: \(E = 4IR + \frac{2}{3}IR = \frac{{14{\rm{IR}}}}{3}\) Kết hợp với (4), \(E = \frac{{14{\rm{IR}}}}{3} = \frac{{14\frac{{{U_1}}}{{3R}}{\rm{R}}}}{3} = \frac{{14{U_1}}}{9} = \frac{{14.27}}{9} = 42V\) + Sau khi ngắt khóa K, đến khi mạch đã ổn định thì hiệu điện thế giữa hai cực của nguồn điện cũng là hiệu điện thế hai cực của tụ điện, dòng điện chỉ chạy qua R2 và R3. Gọi dòng điện đó là I’. Ta có: \(I' = \frac{E}{{6R}}\) + Hiệu điện thế ổn định trên tụ lúc này: \({U_2} = I'.5R = \frac{5}{6}E = 35V\)
Câu 4 :
Cho mạch điện như hình vẽ: $E = 12V$, $r = 2\Omega $, $R_1 = 1\Omega $, $R_2 = 2\Omega $, $R_3 = 3\Omega $, C1 = 1μF, C2 = 2μF. Dòng điện chạy qua nguồn là?
Đáp án : D Phương pháp giải :
+ Vẽ lại mạch điện + Áp dụng biểu thức định luật Ôm: \(I = \frac{E}{{{R_N} + r}}\) Lời giải chi tiết :
 Dòng điện một chiều không qua tụ nên mạch điện được vẽ lại như hình Tổng trở mạch ngoài: $R_{ng} = R_1 + R_2 + R_3 = 1 + 2 + 3 = 6\Omega $ Dòng điện qua mạch chính: \(I = \dfrac{E}{{{R_{ng}} + r}} = \dfrac{12}{{{6} + 2}}= 1,5A\)
Câu 5 :
Cho mạch điện như hình vẽ: \(E = 12V,r = 2\Omega ,{R_1} = 1\Omega ,{R_2} = 2\Omega ,{R_3} = 3\Omega \), \({C_1} = 1\mu F,{C_2} = 2\mu F\) Điện tích trên từng tụ điện là?
Đáp án : D Phương pháp giải :
+ Vẽ lại mạch điện + Áp dụng biểu thức định luật Ôm: \(I = \dfrac{E}{{{R_N} + r}}\) + Áp dụng biểu thức: \(Q = CU\) Lời giải chi tiết :
Dòng điện một chiều không qua tụ nên mạch điện được vẽ lại như hình:  Tổng trở mạch ngoài: \({R_{ng}} = {\text{ }}{R_1} + {\text{ }}{R_2} + {\text{ }}{R_3} = 1 + 2 + 3 = 6\Omega \) Dòng điện qua mạch chính: \(I = \dfrac{E}{{{R_{ng}} + r}} = \dfrac{{12}}{{6 + 2}} = 1,5A\) + Hiệu điện thế giữa hai đầu tụ \({C_1}\) là: \({U_{MA}} = {\rm{ }}{U_2} + {\rm{ }}{U_1} = {\rm{ }}I{\rm{ }}\left( {{R_2} + {\rm{ }}{R_1}} \right){\rm{ = 1,5}}\left( {2 + 1} \right){\rm{ }} = {\rm{ }}4,5V\) => Điện tích tụ \({C_1}\) tích được: + Hiệu điện thế giữa hai đầu tụ \({C_2}\) là: \({U_{BN}} = {\rm{ }}{U_2} + {\rm{ }}{U_3} = {\rm{ }}I{\rm{ }}\left( {{R_2} + {\rm{ }}{R_3}} \right) = 1,5\left( {2 + 3} \right){\rm{ = }}7,5V\) => Điện tích tụ \({C_2}\) tích được: \({Q_2} = {\rm{ }}{C_2}{U_{BN}} = {\rm{ }}7,{5.2.10^{ - 6}} = {\rm{ }}{15.10^{ - 6}}C\)
Câu 6 :
Cho mạch điện như hình vẽ: R1 = 20$\Omega $, R2 = 30$\Omega $, R3 = 10$\Omega $, C1 = 20μF, C2 = 30μF, U = 50V Ban đầu K mở, điện lượng qua R3 khi K - đóng là bao nhiêu?
Đáp án : B Phương pháp giải :
+ Áp dụng định luật Ôm cho toàn mạch: \(I = \frac{E}{{{R_N} + r}}\) + Áp dụng biểu thức Q = CU Lời giải chi tiết :
- Khi K mở: + Hiệu điện thế các tụ: U1 = U2 = U = 50V + Điện tích trên tụ C1: Q1 = C1U1 = 20.10-6.50 = 1000.10-6C - Khi K đóng: Dòng điện không qua các tụ điện nên các điện trở được mắc: R1 nối tiếp R2 + Cường độ dòng điện qua các điện trở: \(I = \frac{U}{{{R_1} + {R_2}}} = 1A\) + Lúc này tụ C1 //R1 và tụ C2//R2 nên: \(\left\{ \begin{array}{l}{U_{C1}} = {U_{R1}} = I{R_1} = 20V\\{U_{C2}} = {U_{R2}} = I{R_2} = 30V\end{array} \right.\) Điện tích của tụ C1 lúc này: Q1’ = C1.UC1 = 400.10-6C Điện lượng qua R3 bằng độ thay đổi điện tích trên bản dương của tụ C1 \(\left| {\Delta q} \right| = \left| {{Q_1}' - {Q_1}} \right| = {600.10^{ - 6}}C\)
Câu 7 :
Cho mạch điện như hình vẽ: Mỗi nguồn E = 7V, r = 1$\Omega $, R1 = 16$\Omega $, R2 = R3 = 10$\Omega $, Đ(4V-1W), C = 2nF. Coi rằng vôn kế của điện trở của ampe kế không đáng kể, điện trở của vôn kế rất lớn. Số chỉ của vônkế và ampe kế là?
Đáp án : A Phương pháp giải :
+ Vẽ lại mạch điện + Áp dụng định luật Ôm cho toàn mạch: \(I = \frac{E}{{{R_N} + r}}\) Lời giải chi tiết :
- Điện trở của bóng đèn: \({R_D} = \frac{{U_D^2}}{{{P_D}}} = \frac{{{4^2}}}{1} = 16\Omega \) - Dòng điện một chiều không qua tụ điện, điện trở ampe kế không đáng kể, chập hai đầu ampe kế mạch điện được vẽ lại:  - Mạch điện có: (R1//Đ) nối tiếp (R2//R3) \(\left\{ \begin{array}{l}\frac{1}{{{R_{1D}}}} = \frac{1}{{{R_1}}} + \frac{1}{{{R_D}}} \to {R_{1D}} = \frac{{{R_1}{R_D}}}{{{R_1} + {R_D}}} = 8\Omega \\\frac{1}{{{R_{23}}}} = \frac{1}{{{R_2}}} + \frac{1}{{{R_3}}} \to {R_{23}} = \frac{{{R_2}{R_3}}}{{{R_2} + {R_3}}} = 5\Omega \end{array} \right.\) Tổng trở mạch ngoài: Rng = R1D + R23 = 8+5 = 13$\Omega $ - Suất điện động và điện trở của bộ nguồn: \(\left\{ \begin{array}{l}{E_b} = 2E = 14V\\{r_b} = \frac{{2{\rm{r}}}}{2} = r = 1\Omega \end{array} \right.\) Dòng điện trong mạch chính: \(I = \frac{{{E_b}}}{{{R_N} + {r_b}}} = \frac{{14}}{{13 + 1}} = 1A\) - Số chỉ vôn kế: \({U_V} = E - \frac{I}{2}r = 7 - \frac{1}{2}.1 = 6,5V\) - Nhận xét thấy: + R1 = RĐ => I1 = IĐ = 0,5A + R2 = R3 => I2 = I3 = 0,5A - Vì I1 = I2 = 0,5A => IA = 0
Câu 8 :
Cho mạch điện như hình vẽ: E = 6V, r = R3 = 0,5$\Omega $, R1 = 3$\Omega $, R2 = 2$\Omega $, C1 = C2 = 0,2μF. Bỏ qua điện trở dây nối. Số electron dịch chuyển qua khóa K là?
Đáp án : B Phương pháp giải :
+ Áp dụng định luật Ôm cho toàn mạch: \(I = \frac{E}{{{R_N} + r}}\) + Áp dụng biểu thức Q = CU Lời giải chi tiết :
Ta có, cường độ dòng điện trong mạch chính khi K đóng hay mở là: \(I = \frac{E}{{{R_1} + {R_2} + {R_3} + r}} = \frac{6}{{3 + 2 + 0,5 + 0,5}} = 1A\) - Khi K mở: C3 nối tiếp C2 => qM = 0 - Khi K đóng, ta có: \(\left\{ \begin{array}{l}{q_1} = {C_1}{U_{AM}} = {C_1}{U_{AB}} = {C_1}I({R_1} + {R_2}) = 10{}^{ - 6}C\\{q_2} = {C_2}{U_{NM}} = {C_2}{U_{NB}} = {C_2}I{R_2} = 0,4.10{}^{ - 6}C\end{array} \right.\) => qM = - q1 - q2 = -1,4.10-6C Các electron di chuyển từ B đến K đến M: \(ne = \frac{{1,{{4.10}^{ - 6}}}}{{1,{{6.10}^{ - 19}}}} = 8,{75.10^{12}}\) hạt
Câu 9 :
Cho mạch điện như hình vẽ: E1 = 6V, E2 = 3V; C1 = C2 = 0,1μF Ban đầu K - ngắt, xác định số điện tử chuyển qua khóa K khi K - đóng?
Đáp án : C Phương pháp giải :
+ Áp dụng định luật Ôm cho toàn mạch: \(I = \frac{E}{{{R_N} + r}}\) + Áp dụng biểu thức Q = CU Lời giải chi tiết :
- K- mở: Hai tụ điện C1 và C2 nối tiếp và mắc vào nguồn E2 nên điện tích trên hai bản tụ bằng nhau nên tổng điện tích trên hai bản tụ nối với A bằng 0. - K -đóng: Giả sử có sự phân bố điện tích trên các bản tụ như hình:  \(\begin{array}{l}{E_1} = {U_{AB}} = \frac{{{Q_1}'}}{{{C_1}}} \to {Q_1}' = {C_1}{E_1} = 0,{6.10^{ - 6}}C\\{U_{AB}} = - \frac{{{Q_2}'}}{{{C_2}}} + {E_2} \to {Q_2}' = {C_2}{E_2} - {C_2}{U_{AB}} = - 0,{3.10^{ - 6}} < 0\end{array}\) => Sự phân bố điện tích trên tụ C2 ngược lại với sự phân bố đã ghi trên hình - Tổng điện lượng trên hai bản tụ nối với A: ∆q = Q’1 + Q2’ = 0,6.10-6 + 0,3.10-6 = 0,9.10-6C Đó cũng là điện lượng đã qua K khi đóng K Số electron đi qua K: \({N_e} = \frac{{0,{{9.10}^{ - 6}}}}{{1,{{6.10}^{ - 19}}}} = 5,{625.10^{ - 12}}\)
Câu 10 :
Cho mạch điện như hình vẽ \({E_1} = 6V,{E_2} = 3V\), \({r_1} = 2\Omega ,{r_2} = 1\Omega \), \({R_1} = 4\Omega ,{R_2} = 2\Omega \). Các tụ điện có điện dung \({C_1} = 0,6\mu F,{C_2} = 0,3\mu F\). Ban đầu K ngắt sau đó đóng K. Hiệu điện thế giữa hai điểm D và N khi K - ngắt và K - đóng.
Đáp án : D Phương pháp giải :
+ Áp dụng định luật Ôm cho toàn mạch: \(I = \dfrac{E}{{{R_N} + r}}\) + Áp dụng biểu thức tính điện dung nối tiếp: \(\dfrac{1}{C} = \dfrac{1}{{{C_1}}} + \dfrac{1}{{{C_2}}}\) + Áp dụng biểu thức \(Q = CU\) Lời giải chi tiết :
Dòng điện không qua tụ nên mạch điện được vẽ lại như hình:  Cường độ dòng điện trong mạch: \(I = \dfrac{{{E_1} + {E_2}}}{{{R_1} + {R_2} + {r_1} + {r_2}}} = \dfrac{{6 + 3}}{{4 + 2 + 2 + 1}} = 1A\) Hiệu điện thế giữa hai điểm A, B: \({U_{AB}} = {\rm{ }}I\left( {{R_1} + {\rm{ }}{R_2}} \right) = 1\left( {4 + 2} \right){\rm{ = }}6V\) - K - mở:  + Hai tụ C1, C2 nối tiếp: \(\dfrac{1}{C} = \dfrac{1}{{{C_1}}} + \dfrac{1}{{{C_2}}} \to C = \dfrac{{{C_1}{C_2}}}{{{C_1} + {C_2}}} = 0,{2.10^{ - 6}}F\) + Hiệu điện thế của bộ tụ: \(U{\text{ }} = {\text{ }}{U_{AB}} = {\text{ }}6V\) + Điện tích: \({Q_1} = {\rm{ }}{Q_2} = {\rm{ }}Q{\rm{ }} = {\rm{ }}CU{\rm{ }} = {\rm{ }}1,{2.10^{ - 6}}C\) + Hiệu điện thế: \({U_{DN}} = {U_{DA}} + {U_{AN}} = - I{R_1} + {U_1} = - I{R_1} + \dfrac{{{Q_1}}}{{{C_1}}} = - 1.4 + \dfrac{{1,{{2.10}^{ - 6}}}}{{0,{{6.10}^{ - 6}}}} = - 4 + 2 = - 2V\)
|
