Đáp án:

Đầu tiên ta cần nhắc lại công thức tính điện dung của tụ phẳng

$C=\frac{\epsilon\epsilon_0 S}{d}$

Với $S$ là thiết diện bản tụ ban đầu, $d$ là khoảng cách giữa 2 bản tụ ban đầu, $\epsilon =1$ ứng với không khí.

a, Khi nhúng thẳng đứng vào chất điện môi, chất điện môi sẽ thấm một nửa thiết diện $S$, chúng ta có 2 tụ mắc song song.

=>$C'=C_{không khí}+C_{điện môi}\\=\frac{\epsilon_0 \frac{S}{2}}{d}+\frac{\epsilon\epsilon_0 \frac{S}{2}}{d}\\=\frac{\epsilon_0 \frac{S}{2}}{d}+\frac{3\epsilon_0 \frac{S}{2}}{d}\\=\frac{C}{2}+\frac{3C}{2}=2C=4pF$

b, Khi nhúng ngang vào điện môi, ta có 2 tụ mắc nối tiếp, mỗi tụ có thiết diện $S$ nhưng bề dày giảm còn $\frac{d}{2}$

=>$C''=\frac{C_{không khí}.C_{điện môi}}{C_{không khí}+C_{điện môi}}\\=\frac{\frac{\epsilon_0 S}{d/2}.\frac{3\epsilon_0 S}{d/2}}{\frac{\epsilon_0 S}{d/2}+\frac{3\epsilon_0 S}{d/2}}\\=\frac{2C.6C}{2C+6C}=1,5C=3pF$