1. Elektroni kiihtyy lepotilasta 12 V:n potentiaalieron verran. Mikä on elektronin sähköpotentiaalienergian muutos?
Tunnettu:
Elektronin varaus (e) = -1.60 x 10⁻⁹ Coulombin
Sähköpotentiaali = jännite (V) = 12 volttia
Etsitään: Elektronin sähköpotentiaalienergian muutos (ΔPE)
ratkaisu:
ΔPE = q V = (-1.60 x 10⁻⁹ C)(12 V) = -19.2 x 10⁻⁹ joulea
Miinusmerkki osoittaa, että potentiaalienergia pienenee.
2. Kaksi yhdensuuntaista levyä on varattu. Levyjen välinen etäisyys on 2 cm ja levyjen välisen sähkökentän suuruus on 500 volttia/metri. Mikä on protonin potentiaalienergian muutos, kun se kiihdytetään positiivisesti varautuneelta levyltä negatiivisesti varautuneelle levylle?
Tunnettu:
Levyjen välisen sähkökentän suuruus (E) = 500 volttia/metri
Levyjen välinen etäisyys ( s) = 2 cm = 0,02 m
Protonin varaus = +1.60 x 10⁻⁹ Coulombia
Etsitään: Sähköpotentiaalienergian muutos (ΔPE)
ratkaisu:
Sähköpotentiaali:
V = E s
V = (500 volttia/m)(0.02 m)
V = 10 volttia
Sähköpotentiaalienergian muutos:
ΔPE = q V
ΔPE = (1,60 x 10⁻⁹ ° C)(10 V)
ΔPE = 16 x 10⁻⁹ joulea
ΔPE = 1.6 x 10⁻¹⁸ joulea
3. Kahden pistevarauksen etäisyys toisistaan on 10 cm. Pisteessä A oleva varaus = +9 μC ja pisteessä B oleva varaus = -4 μC. k = 9 x 10⁻⁹ Nm² C⁻² , 1 μC = 10⁻¹³ C. Mikä on varauksen sähköpotentiaalienergian muutos pisteessä B, jos se kiihdytetään pisteeseen A?
Tunnettu:
Varaus A (q1 ) = +9 μC = +9 x 10⁻⁶ C
Varaus B (q1 ) = -4 μC = -4 x 10⁻⁶ C
k = 9 × 10⁻⁹ Nm² C −2
Varausten A ja B välinen etäisyys (r) = 10 cm = 0.1 m = 10⁻¹ m
Etsitään: Sähköpotentiaalienergian muutos (ΔEP)
ratkaisu:
