Elektrisk potentiel energi – problemer og løsninger

1. En elektron accelereres fra hvilestilling gennem en potentialforskel på 12 V. Hvad er ændringen i elektronens elektriske potentielle energi ?

Kendt:

Ladningen på en elektron (e) = -1.60 x ^10-19 Coulomb

Elektrisk potentiale = spænding (V) = 12 volt

Ønsket: Ændringen i elektronens elektriske potentielle energi (ΔPE)

opløsning:

ΔPE = q V = (-1.60 x ^10⁻¹⁰ C)(12 V) = -19.2 x ^10⁻¹⁰ Joule

Minustegnet angiver, at den potentielle energi falder.

[irp]

2. To parallelle plader er ladede. Afstanden mellem pladerne er 2 cm, og størrelsen af ​​det elektriske felt mellem pladerne er 500 Volt/meter. Hvad er ændringen i protonens potentielle energi, når den accelereres fra den positivt ladede plade til den negativt ladede plade?

Kendt:

Størrelsen af ​​det elektriske felt mellem pladerne (E) = 500 Volt/meter

Afstanden mellem pladerne (s) = 2 cm = 0,02 m

Ladningen på en proton = +1.60 x ^10-19 Coulomb

Ønsket: Ændringen i elektrisk potentiel energi (ΔPE)

opløsning:

Elektrisk potentiale:

V = E s

V = (500 Volt/m)(0.02 m)

V = 10 Volt

Ændringen i elektrisk potentiel energi:

ΔPE = qV

ΔPE = (1,60 x 10-19 ^C )(10 V)

ΔPE = 16 x ^10-19 Joule

ΔPE = 1.6 x ^{10-18 Joule}

[irp]

3. To punktladninger er adskilt af en afstand på 10 cm. Ladning på punkt A = +9 μC og ladning på punkt B = -4 μC. k = 9 x 10^ ⁹ Nm² C ^{−2 ,} 1 μC = 10 ^{^6} C. Hvad er ændringen i elektrisk potentiel energi af ladning i punkt B, hvis den accelereres til punkt A?

Kendt:

Ladning A (q1 ₎ = +9 μC = +9 x 10⁻⁶ ^C

Ladning B (q1 ₎ = -4 μC = -4 x 10⁻⁶ ^C

k = 9 x 10^ ⁹ Nm² C ^{− 2}

Afstanden mellem ladningerne A og B (r) = 10 cm = 0.1 m = ^10-1 m

Ønsket: Ændringen i elektrisk potentiel energi (ΔEP)

opløsning: