Sampla de Cheisteanna maidir le Fuinneamh Poitéinsiúil Leictreach
1. Luasghéaraítear leictreon ó fhos trí dhifríocht poitéinsil de 12 volta. Cad é an t-athrú i bhfuinneamh poitéinsil an leictreoin?
Plé
Is eol go:
Luchtaigh 1 leictreon (e) = -1,60 x 10-19 Coulomb
Difríocht poitéinsil leictrigh = voltas leictreach (V) = 12 Volta
Ceist: Athrú i bhfuinneamh poitéinsiúil leictreon (ΔEP)
Freagra:
ΔEP = q V = (-1,60 x 10-19 C)(12 V) = -19,2 x 10-19 Joule
Ciallaíonn an comhartha diúltach fuinneamh poitéinsiúil leictreach laghdaíonn. Nuair a bhíonn an leictreon gar don phláta luchtaithe go diúltach, bíonn a fhuinneamh poitéinsiúil leictreach ag a uasmhéid. Tar éis dó teacht gar don phláta luchtaithe go dearfach, bíonn a fhuinneamh poitéinsiúil leictreach ag a íosmhéid.
2. Tá dhá phláta comhthreomhara luchtaithe go dearfach agus go diúltach araon. Is é 500 Volta/méadar an réimse leictreach idir an dá phláta. Is é 2 cm an fad idir an dá phláta. Faigh amach an t-athrú i bhfuinneamh poitéinsiúil prótóin nuair a ghluaiseann sé ón pláta atá luchtaithe go dearfach go dtí an pláta atá luchtaithe go diúltach!
Plé
Is eol go:
Réimse leictreach idir an dá phláta (E) = 500 Volta/méadar
Fad idir an dá phláta (s) = 2 cm = 0,02 méadar
Muirear prótóin = +1,60 x 10-19 Coulomb
Ceist: Athrú i bhfuinneamh poitéinsiúil leictreach (ΔEP)
Freagra:
Ar dtús ríomh an difríocht poitéinsil nó voltas leictreach :
V = E s
V = (500 Volta/méadar)(0,02 méadar)
V = 10 Volta
Athruithe i bhfuinneamh poitéinsiúil leictreach:
ΔEP = qV
ΔEP = (1,60 x 10-19 C)(10 V)
ΔEP = 16 x 10-19 Joule
ΔEP = 1,6 x 10-18 Joule
Nuair a bhíonn an prótón gar don phláta atá luchtaithe go dearfach, bíonn a fhuinneamh poitéinsiúil leictreach ag a uasmhéid. Nuair a shroicheann sé an pláta atá luchtaithe go diúltach, bíonn a fhuinneamh poitéinsiúil leictreach ag a íosmhéid. Dá bhrí sin, nuair a bhogann sé ón pláta atá luchtaithe go dearfach go dtí an pláta atá luchtaithe go diúltach, laghdaíonn fuinneamh poitéinsiúil leictreach an phrótóin.
3. Tá dhá mhuirear leagtha amach mar a thaispeántar sa fhigiúr thíos. Is é +9 μC an muirear ag A agus is é -4 μC an muirear ag B. Tairiseach Coulomb (k) = 9 x 109 Nm2C-2, 1 μC = 10-6 C. Cé mhéad a athraíonn fuinneamh poitéinsiúil leictreach lucht B má bhogann sé go lucht A?
Plé
Is eol go:
Muirear A (q1) = +9 μC = +9 x 10-6 C
Muirear B (q1) = -4 μC = -4 x 10-6 C
Tairiseach Coulomb (k) = 9 x 109 Nm2C-2
An fad idir muirir A agus B (r) = 10 cm = 0,1 méadar = 10-1 méadar
Ceist: Athrú i bhfuinneamh poitéinsiúil leictreach lucht B má ghluaiseann sé go lucht A
Freagra:
Bogann muirear B go muirear A ionas go laghdaíonn a fhuinneamh poitéinsiúil leictreach faoi 2,4 Giúl.
Tá sé seo cosúil le réad maise ag bogadh anuas i dtreo an domhain ionas go laghdaíonn a airde agus a fhuinneamh poitéinsiúil imtharraingthe.
4. Cuirtear cáithnín a bhfuil muirear q = 5 × 10⁻⁶ C air i réimse leictreach a bhfuil poitéinseal V aige. Cad é fuinneamh poitéinsil leictreach an cháithnín?
Plé:
Tugtar an fuinneamh poitéinsiúil leictreach mar seo a leanas:
\[ U = q \times V \]
[U = 5 × 10⁻⁶ × 300]
\[ U = 1.5 \times 10^{-3} \] J
5. Cuirtear leictreon i réimse leictreach le poitéinseal 500 V. Cad é fuinneamh poitéinsiúil leictreach an leictreoin?
Plé:
Muirear leictreon (q = -1.6 × 10⁻¹) C.
\[ U = q \times V \]
[U = -1.6 × 10⁻⁶ [-19] × 500]
\[ U = -8 \times 10^{-17} \] J
6. Bogann prótón ó phoitéinseal 100 V go 200 V. Cad é an t-athrú ina fhuinneamh poitéinsiúil?
Plé:
Muirear prótóin (q = 1.6 × 10⁻¹) C.
[ΔU = q × ΔV]
[ΔU = 1.6 × 10⁻¹ × (200 – 100)]
[ΔU = 1.6 × 10⁻⁴ J]
7. Cuirtear dhá réad le muirir q(1 = 2 × 10⁻⁶)C agus q(2 = -3 × 10⁻⁶)C i réimse leictreach le poitéinseal V = 400 V. Cad é fuinneamh poitéinsiúil iomlán an dá réad?
Plé:
\[ U_1 = q_1 \times V \]
\[ U_2 = q_2 \times V \]
\[ U_{iomlán} = U_1 + U_2 \]
\[ U_{iomlán} = (2 × 10^{-6} + (-3 × 10^{-6})) × 400 \]
\[ U_{iomlán} = -4 \times 10^{-3} \] J
8. Tá ian le lucht q = 4e (áit a seasann e don lucht bunúsach) i réimse leictreach le poitéinseal V (V = 250) V. Cad é fuinneamh poitéinsiúil leictreach an iain?
Plé:
\[ U = q \times V \]
[U = 4 × 1.6 × 10⁻¹ × 250]
\[ U = 1.6 \times 10^{-16} \] J
9. Is eol go bhfuil fuinneamh poitéinsiúil de 2 × 10⁻² J ag cáithnín a bhfuil muirear q = -7 × 10⁻⁶ C air. Cad é poitéinseal an réimse leictrigh ina bhfuil an cáithnín suite?
Plé:
\[ U = q \times V \]
[V = \frac{U}{q} \]
[V = \frac{2 \times 10^{-2}}{-7 \times 10^{-5}}]
\[V = -285.71 \] V
10. Tá dhá réad le muirir q(1 = 5e) agus q(2 = -2e) i réimse leictreach le poitéinseal V = 300 V. Cad é fuinneamh poitéinsiúil iomlán an dá réad?
Plé:
\[ U_1 = q_1 \times V \]
\[ U_2 = q_2 \times V \]
\[ U_{iomlán} = U_1 + U_2 \]
\[ U_{iomlán} = (5 × 1.6 × 10^{-19} – 2 × 1.6 × 10^{-19}) × 300 \]
\[ U_{iomlán} = 1.44 \times 10^{-16} \] J
11. Tá fuinneamh poitéinsiúil de -9.6 × 10-19 J ag ian a bhfuil lucht q = -3e air. Cad é poitéinseal an réimse leictrigh ina bhfuil an t-ian suite?
Plé:
\[ U = q \times V \]
[V = \frac{U}{q} \]
[V = \frac{-9.6 \times 10^{-19}}{-3 \times 1.6 \times 10^{-19}}]
\[V = 200 \] V
12. Is eol gurb é 9 × 10-18 J fuinneamh poitéinsiúil leictreach luchta q i réimse leictreach le poitéinseal V. Cad é an lucht q?
Plé:
\[ U = q \times V \]
[q = \frac{U}{V} \]
[q = \frac{9 \times 10^{-18}}{450} \]
[q = 2 × 10^{-20}] C
13. Bogtar muirear dearfach (q = 1.5 × 10⁻¹) C ó phointe a bhfuil acmhainneacht (V⁴ = 100) V aige go (V⁴⁴ = 500) V. Cad é an t-athrú san fhuinneamh poitéinsiúil?
Plé:
[ΔU = q × ΔV]
[ΔU = 1.5 × 10⁻¹ × (500 – 100)]
[ΔU = 6 × 10⁻⁴ J]
