Eisimpleir de Cheistean Lùth Comasach Dealain
1. Tha dealan air a luathachadh bho fois tro eadar-dhealachadh comasach de 12 bholt. Dè an t-atharrachadh ann an lùth comasach an dealan?
Deasbad
Tha fios gu bheil:
Luchdaich 1 dealan (e) = -1,60 x 10-19 Coulomb
Eadar-dhealachadh comasachd dealain = bholtaids dealain (V) = 12 Volts
Dh'fhaighnich: Atharrachadh ann an lùth comasach dealanach (ΔEP)
Freagairt:
ΔEP = q V = (-1,60 x 10-19 C)(12 V) = -19,2 x 10-19 Joule
Tha an soidhne àicheil a’ ciallachadh lùth comasach dealain a’ lùghdachadh. Nuair a tha e faisg air a’ phlàta le luchd àicheil, tha lùth comasach dealain an dealan aig a’ char as àirde. Às deidh dha ruighinn faisg air a’ phlàta le luchd deimhinneach, tha lùth comasach dealain an dealan aig a’ char as ìsle.
2. Tha dà phlàta co-shìnte air an cur fo chasaid dheimhinneach agus àicheil. Tha an raon dealain eadar an dà phlàta 500 Volt/meatair. Tha an t-astar eadar an dà phlàta 2 cm. Obraich a-mach an t-atharrachadh ann an lùth comasach proton nuair a ghluaiseas e bhon phlàta le chasaid dheimhinneach chun a’ phlàta le chasaid àicheil!
Deasbad
Tha fios gu bheil:
Achadh dealain eadar an dà phlàta (E) = 500 Volt/meatair
Astar eadar an dà phlàta (ean) = 2 cm = 0,02 meatairean
Cosgais proton = +1,60 x 10-19 Coulomb
Dh'fhaighnich: Atharrachadh ann an lùth comasach dealain (ΔEP)
Freagairt:
An toiseach obraich a-mach an diofar comasach no bholtaids dealain :
V = E s
V = (500 Volt/meatair)(0,02 meatairean)
V = 10 Volt
Atharrachaidhean ann an lùth comasach dealain:
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 tha e faisg air a’ phlàta le luchd dearbhach, tha lùth comasach dealain a’ phròtain aig a’ char as àirde. Nuair a ruigeas e faisg air a’ phlàta le luchd àicheil, tha lùth comasach dealain a’ phròtain aig a’ char as ìsle. Mar sin, nuair a ghluaiseas e bhon phlàta le luchd dearbhach chun phlàta le luchd àicheil, bidh lùth comasach dealain a’ phròtain a’ lùghdachadh.
3. Tha dà chosgais air an cur air dòigh mar a chithear san fhigear gu h-ìosal. Tha an cosgais aig A +9 μC agus an cosgais aig B -4 μC. Tha cunbhalachd Coulomb (k) = 9 x 109 Nm2C-2, 1 μC = 10-6 C. Dè an ìre a dh’atharraicheas lùth comasach dealain cosgais B ma ghluaiseas e gu cosgais A?
Deasbad
Tha fios gu bheil:
Cosgais A (q1) = +9 μC = +9 x 10-6 C
Cosgais B (q1) = -4 μC = -4 x 10-6 C
Cunbhalachd Coulomb (k) = 9 x 109 Nm2C-2
An t-astar eadar na cosgaisean A agus B (r) = 10 cm = 0,1 meatairean = 10-1 Meatair
Dh'fhaighnich: Atharrachadh ann an lùth comasach dealain cosgais B ma ghluaiseas e gu cosgais A
Freagairt:
Bidh cosgais B a’ gluasad gu cosgais A gus am bi an lùth comasach dealain aige a’ lùghdachadh le 2,4 Joules.
Tha seo coltach ri nì le mais a’ gluasad sìos a dh’ionnsaigh na talmhainn gus am bi an àirde agus an lùth comasach grabhataidh aige a’ lùghdachadh.
4. Tha mìrean le cosgais de _(q = 5 × 10^{-6} \) C air an cur ann an raon dealain le comas de _(V = 300 \) V. Dè an lùth comasach dealain a th’ aig a’ mhìrean?
Deasbad:
Tha an lùth comasach dealain air a thoirt seachad le:
\[ U = q \times V \]
[U = 5 x 10 x 6 x 300]
\[ U = 1.5 \times 10^{-3} \] J
5. Tha dealan air a chur ann an raon dealain le comas de 500 V. Dè an lùth comasach dealain a th’ aig an dealan?
Deasbad:
Cosgais dealanach (q = -1.6 × 10-19) C.
\[ U = q \times V \]
[U = -1.6 × 10 × 19 × 500]
\[ U = -8 \times 10^{-17} \] J
6. Bidh proton a’ gluasad bho chomas 100 V gu 200 V. Dè an t-atharrachadh anns an lùth chomas aige?
Deasbad:
Cosgais proton (q = 1.6 × 10⁻¹) C.
[ΔU = q × ΔV]
[ΔU = 1.6 × 10⁻¹ × (200 – 100)]
[ΔU = 1.6 × 10⁻⁷ J]
7. Tha dà nì le cosgaisean q(1 = 2 × 10⁻⁶)C agus q(2 = -3 × 10⁻⁶)C air an cur ann an raon dealain le comas de (V = 400)V. Dè an lùth comasach iomlan a th’ aig an dà nì?
Deasbad:
[U_1 = q_1 uair V]
[U_2 = q_2 uair V]
\[ U_{iomlan} = U_1 + U_2 \]
[U_{iomlan} = (2 × 10^{-6} + (-3 × 10^{-6})) × 400]
\[ U_{iomlan} = -4 \times 10^{-3} \] J
8. Tha ian le cosgais q = 4e (far a bheil e na phrìomh chosgais) ann an raon dealain le comas V = 250 V. Dè an lùth comasach dealain a th’ aig an ian?
Deasbad:
\[ U = q \times V \]
[U = 4 × 1.6 × 10 + 19 × 250]
\[ U = 1.6 \times 10^{-16} \] J
9. Tha fios againn gu bheil lùth comasach de 2 x 10-2 J aig mìrean le cosgais de _(q = -7 × 10⁻5) C. Dè an comas a th’ aig an raon dealain far a bheil am mìrean suidhichte?
Deasbad:
\[ U = q \times V \]
[V = \frac{U}{q} \]
[V = \frac{2 × 10^{-2}}{-7 × 10^{-5}}]
\[V = -285.71 \] V
10. Tha dà nì le cosgaisean q(1 = 5e) agus q(2 = -2e) ann an raon dealain le comas V = 300) V. Dè an lùth comasach iomlan a th’ aig an dà nì?
Deasbad:
[U_1 = q_1 uair V]
[U_2 = q_2 uair V]
\[ U_{iomlan} = U_1 + U_2 \]
[U_{iomlan} = (5 x 1.6 x 10^{-19} – 2 x 1.6 x 10^{-19}) x 300]
\[ U_{iomlan} = 1.44 \times 10^{-16} \] J
11. Tha lùth comasach de (-9.6 × 10-19) J aig ian le cosgais q = -3e. Dè an comas a th’ aig an raon dealain far a bheil an ian suidhichte?
Deasbad:
\[ U = q \times V \]
[V = \frac{U}{q} \]
[V = \frac{-9.6 \times 10^{-19}}{-3 \times 1.6 \times 10^{-19}}]
\[V = 200 \] V
12. Tha fios againn gur e 9 uiread 10-18 J an lùth comasach dealain aig cosgais q ann an raon dealain le comas V (V = 450) V. Dè a th’ anns a’ chosgais q?
Deasbad:
\[ U = q \times V \]
[q = \frac{U}{V} \]
[q = \frac{9 \times 10^{-18}}{450} \]
[q = 2 × 10⁻⁸ C]
13. Tha cosgais dheimhinneach (q = 1.5 × 10-19) C air a ghluasad bho phuing le comas (V₁ = 100) V gu (V₂ = 500) V. Dè an t-atharrachadh ann an lùth comasach?
Deasbad:
[ΔU = q × ΔV]
[ΔU = 1.5 × 10⁻¹ × (500 – 100)]
[ΔU = 6 × 10⁻⁷ J]
