Primjer električnog potencijala

5 primjera pitanja o električnom potencijalu

1. Odredite električni potencijal u tački udaljenoj 1 cm od naelektrisanja q = 5,0 μC. Coulombova konstanta (k) = 9 x 10⁹ Nm²C^-2, 1 μC = 10^-6 C.
Diskusija
Poznato je da:
Udaljenost od naelektrisanja (r) = 1 cm = 1/100 m = 0,01 m = 10^-2 m
Naboj (q) = 5,0 μC = 5,0 x 10^-6 Coulomb
Pitao/la: Električni potencijal (V)
Odgovor:

Električni potencijal:

Električni potencijal je 4,5 x ^10⁶ Volti

2. Naboj Q₁ = 5,0 μC i naboj Q₂ = 6,0 μC. Coulombova konstanta (k) = 9 x 10⁹ Nm²C^-2, 1 μC = 10^-6 C. Tačka A je u sredini između te dvije teretOdredite električni potencijal u tački A!
Diskusija
Poznato je da:
Naplata Q₁ = -5,0 μC = -5,0 x 10^-6 C
Udaljenost tačke A od tačke Q₁ = 10 cm = 0,1 m = 10^-1 m
Naplata Q₂ = 6,0 μC = 6,0 x 10^-6 C
Udaljenost tačke A od tačke Q₂ = 10 cm = 0,1 m = 10^-1 m
Coulombova konstanta (k) = 9 x 10⁹ Nm²C^-2
Pitao/la: Električni potencijal u tački A
Odgovor:

Električni potencijal 1:

Električni potencijal 2:

Električni potencijal u tački A:

V = V₂ - V₁
V = (54 – 45) x 10⁴
V = 9 x 10⁴
Električni potencijal u tački A je 9 x 10⁴ Volt

3. Naboj q₁ = 5,0 μC i naboj q₂ = 6,0 μC. Coulombova konstanta (k) = 9 x 10⁹ Nm²C^-2, 1 μC = 10^-6 C. Odredite električni potencijal u tački A!
Diskusija
Poznato je da:
Naplata Q₁ = -5,0 μC = -5,0 x 10^-6 C
Udaljenost tačke A od tačke Q₁ = 40 cm = 0,4 m = 4 x 10^-1 m
Naplata Q₂ = 6,0 μC = 6,0 x 10^-6 C
Udaljenost tačke A od tačke Q₂ = 50 cm = 0,5 m = 5 x 10^-1 m
Coulombova konstanta (k) = 9 x 10⁹ Nm²C^-2
Pitao/la: Električni potencijal u tački A
Odgovor:

Električni potencijal 1:

Električni potencijal 2:

Električni potencijal u tački A:

V = V₁ + V₂
V = (-11,25 + 10,8) x 10⁴
V = -0,45 x 10⁴
V = -4,5 x 10³
Električni potencijal u tački A je -4,5 x 10³ Volt

4. Pitanja za nacionalni ispit za SMA/MA fiziku U-ZC-2013/2014 br. 28
Šuplja provodna sfera je naelektrisana pozitivnim električnim nabojem od 500 µC kao što je prikazano na sljedećoj slici:
Koja od sljedećih tvrdnji je tačna?
A. Električni potencijal u tački P = 2 puta veći od električnog potencijala u tački R
B. Električni potencijal u tački Q je isti kao i u tački P.
C. Električni potencijal u tački T = 2 puta veći od električnog potencijala u tački Q
D. Električni potencijal u tački P je isti kao i u tački T.
E. Električni potencijal u tačkama P, Q i R je isti.
Diskusija
Šuplja provodljiva sfera, stoga unutar sfere nema električnog naboja. Prema primjena Gaussovog zakona, ako nema električnog naboja u šupljoj sferi, onda nema ni električnog polja u šupljoj sferi.

Električno polje je povezano s razlikom električnog potencijala koja se izražava jednačinom V _ab = E d , gdje je V _ab = razlika potencijala između dvije tačke, E = električno polje i d = udaljenost između dvije tačke. E = 0, pa je V ab = 0. Električno polje je nula, pa je i razlika potencijala nula. Nulta razlika potencijala znači da nema razlike električnog potencijala unutar šuplje sfere. Drugim riječima, električni potencijal svih tačaka unutar šuplje sfere je isti. Veličina električnog potencijala unutar šuplje sfere je ista kao i električni potencijal na površini sfere.

Što je tačka dalje od površine kugle, to je električni potencijal u toj tački manji. Ovo se zasniva na jednačini razlike električnog potencijala V _ab = k Q / r , gdje je r = udaljenost od centra kugle do tačke čija se razlika potencijala izračunava . Na osnovu ove jednačine, udaljenost (r) je obrnuto proporcionalna razlici potencijala (V _ab ), tako da što je veća udaljenost tačke od centra kugle, to je manja razlika električnog potencijala između centra kugle i te tačke. Tačka R je bliže centru kugle, dok je tačka T dalje od centra kugle, pa je razlika potencijala između tačke R i centra kugle veća, dok je razlika potencijala između tačke T i centra kugle manja. Drugim riječima, električni potencijal u tački R je veći od električnog potencijala u tački T.

Napomena: Razlikujte električni potencijal i razliku električnih potencijala . Električni potencijal se ne može izračunati, dok se razlika električnih potencijala može izračunati pomoću formule V _ab = k Q / r . Ako u prostoru postoji električno polje, onda svaka tačka u prostoru ima električni potencijal, dok se razlika električnih potencijala izračunava poređenjem dvije različite tačke. Drugim riječima, u istoj tački postoji električni potencijal, ali u toj tački ne postoji razlika električnih potencijala.

Tačni odgovori su B i E.

5. Pitanja za nacionalni ispit za SMA/MA fiziku U-ZC-2013/2014 br. 28
Šuplja provodna sfera ima naboj od 4 µC i poluprečnik od 10 cm kao što je prikazano na slici. Koja je tvrdnja o električnom potencijalu (V) na sferi tačna?
A.V_A > V_B
B. V._B > V_A
C.V_A = V_B
D.V._A <V_C
E.V._B <V_C
Diskusija
Na osnovu objašnjenja u pitanju broj 1, V_A = V_B, V_A > V_C i V._B > V_C.
Tačan odgovor je C.