1. Ein Elektron wird aus der Ruhe durch eine Potentialdifferenz von 12 V beschleunigt. Wie groß ist die Änderung der elektrischen Potentialenergie des Elektrons?
Bekannt:
Die Ladung eines Elektrons (e) beträgt -1.60 x 10 -19 Coulomb
Elektrisches Potenzial = Spannung (V) = 12 Volt
Gesucht: Die Änderung der elektrischen potenziellen Energie des Elektrons (ΔPE)
Lösung:
ΔPE = q V = (-1.60 x 10 -19 C)(12 V) = -19.2 x 10 -19 Joule
Das Minuszeichen bedeutet, dass die potenzielle Energie abnimmt.
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2. Zwei parallele Platten sind geladen. Der Abstand zwischen den Platten beträgt 2 cm und die elektrische Feldstärke zwischen den Platten 500 Volt/Meter. Wie groß ist die Änderung der potenziellen Energie eines Protons, wenn es von der positiv geladenen Platte auf die negativ geladene Platte beschleunigt wird?
Bekannt:
Die Stärke des elektrischen Feldes zwischen den Platten (E) beträgt 500 Volt/Meter.
Der Abstand zwischen den Platten (s) beträgt 2 cm = 0,02 m.
Die Ladung eines Protons beträgt +1.60 x 10 -19 Coulomb
Gesucht: Die Änderung der elektrischen potenziellen Energie (ΔPE)
Lösung:
Elektrisches Potenzial:
V = E s
V = (500 Volt/m)(0.02 m)
V = 10 Volt
Die Änderung der elektrischen potenziellen Energie:
ΔPE = q V
ΔPE = (1,60 x 10 -19 C)(10 V)
ΔPE = 16 x 10 -19 Joule
ΔPE = 1.6 x 10 -1 8 Joule
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3. Zwei Punktladungen sind 10 cm voneinander entfernt. Die Ladung in Punkt A beträgt +9 μC , die in Punkt B -4 μC. k = 9 × 10⁹ Nm²C⁻² , 1 μC = 10⁻⁶ C. Wie groß ist die Änderung der elektrischen potenziellen Energie der Ladung in Punkt B , wenn sie in Richtung Punkt A beschleunigt wird?
Bekannt:
Ladung A (q 1 ) = +9 μC = +9 x 10 −6 C
Ladung B (q 1 ) = -4 μC = -4 x 10 −6 C
k = 9 x 10 9 Nm 2 C −2
Der Abstand zwischen den Ladungen A und B (r) beträgt 10 cm = 0.1 m = 10⁻¹ m.
Gesucht: Die Änderung der elektrischen potenziellen Energie (ΔEP)
Lösung:
