Giải bài 4 trang 40 – Bài 8 – SGK môn Vật lý lớp 11 nâng cao

Một tụ điện không khí phẳng mắc vào nguồn điện có hiệu điện thế U=200V. Hai bản tụ điện cách nhau d=4 mm. Hãy tính mật độ năng lượng điện trường trong tụ điện.
Lời giải:

Tụ điện không khí phẳng có: \(\varepsilon =1 \)

Cường độ điện trường trong tụ:

\(E=\dfrac{U}{d}=\dfrac{200}{{{4.10}^{-3}}}=50000(V/m) \)

Mật độ năng lượng điện trường trong tụ là:

\(\text{W}=\dfrac{\varepsilon .{{E}^{2}}}{{{9.10}^{9}}.8\pi }=\dfrac{{{({{5.10}^{4}})}^{2}}}{{{9.10}^{9}}.8\pi }=0,011(J/{{m}^{3}}) \)

Đáp số: \(W=0,011J/m^3\)

GHI CHÚ:

- Công thức tính năng lượng của tụ điện:

\(W=\dfrac{QU}{2}=\dfrac{CU^2}{2}=\dfrac{Q^2}{2C}\)

- Công thức tính năng lượng điện trường trong tụ điện:

\(w=\dfrac{\epsilon E^2}{9.10^9.8\pi}\)

Mục lục Chương 1 - Điện tích - Điện trường theo chương Chương 1 - Điện tích - Điện trường - Phần 1: Điện học, điện từ học