Lời giải của Tự Học 365

Ta có: \(C = \frac{{\varepsilon S}}{{{{9.10}^9}.4\pi d}}\)

+ Khi đặt trong điện môi có ε = 2:

\(C = {C_0} = \frac{{\varepsilon S}}{{{{9.10}^9}.4\pi d}}\)

+ Sau khi rút tấm điện môi để tấm điện môi chỉ còn chiếm một nửa không gian giữa hai bản tụ thì:

\({C_1} = \frac{{\varepsilon \frac{S}{2}}}{{{{9.10}^9}.4\pi }} = \frac{{{C_0}}}{2}\) (nửa đặt trong chất điện môi \(\varepsilon  = 2\) )

\({C_2} = \frac{{\frac{S}{2}}}{{{{9.10}^9}.4\pi d}} = \frac{{{C_0}}}{4}\) (nửa đặt ngoài không khí \(\varepsilon  = 1\) )

Ta có: \({C_1}//{C_2} \to {C_b} = {C_1} + {C_2} = \frac{{{C_0}}}{2} + \frac{{{C_0}}}{4} = \frac{{3{C_0}}}{4}\)

Lại có:

Năng lượng trước và sau khi rút tấm điện môi lần lượt là:

\(\left\{ \begin{array}{l}{{\rm{W}}_t} = \frac{{{C_0}U_0^2}}{2}\\{{\rm{W}}_s} = \frac{{{C_b}U_S^2}}{2} = \frac{{\frac{3}{4}{C_0}U_s^2}}{2}\end{array} \right.\)

Mặt khác:

\(\begin{array}{l}{{\rm{W}}_t} = {{\rm{W}}_s} \leftrightarrow \frac{{{C_0}U_0^2}}{2} = \frac{{\frac{3}{4}{C_0}U_s^2}}{2}\\ \to U_S^2 = \frac{4}{3}U_0^2 \to {U_s} = \frac{2}{{\sqrt 3 }}{U_0} = \frac{2}{{\sqrt 3 }}.6\sqrt 3  = 12V\end{array}\)

Đáp án cần chọn là: b