Trả lời câu hỏi C1 trang 39 – Bài 8 - SGK môn Vật lý lớp 11 nâng cao
Hãy rút ra công thức (8.3)
\(\text{W}=\dfrac{\varepsilon .{{E}^{2}}}{{{9.10}^{9}}.8\pi }V\)
Khi tụ điện tích điện thì trong tụ điện có điện trường. Vì vậy, người ta coi năng lượng của tụ điện chính là năng lượng của điện trường trong tụ điện:
\(\text{W}=\dfrac{C.{{U}^{2}}}{2}\) (1)
Mặt khác điện dung của tụ điện phẳng được tính bởi công thức:
\(C=\dfrac{\varepsilon .{{E}^{2}}}{{{9.10}^{9}}.4\pi d} \) (2)
Trong đó: \(V=S.d \) là thể tích miền không gian đối điện giữa 2 bản tụ có điện trường.
Và điện trường sinh ra trong tụ điện phẳng khi nó tích điện là điện trường đều, nên có thể áp dụng công thức:
\(U=E.d\) (3)
Thế (2) và (3) vào (1) ta thu được :
\(\text{W}=\dfrac{\varepsilon .{{E}^{2}}}{{{9.10}^{9}}.8\pi }.S.d=\dfrac{\varepsilon .{{E}^{2}}}{{{9.10}^{9}}.8\pi }V \) (đpcm)
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:
\(w=\dfrac{\epsilon E^2}{9.10^9.8\pi}\)