Primjer električnog potencijala

5 primjera pitanja o električnom potencijalu

1. Odredite električni potencijal u točki 1 cm od naboja q = 5,0 μC. Coulombova konstanta (k) = 9 x 10⁹ Nm²C^-2, 1 μC = 10^-6 C.
Rasprava
Poznato je da:
Udaljenost od naboja (r) = 1 cm = 1/100 m = 0,01 m = 10^-2 m
Naboj (q) = 5,0 μC = 5,0 x 10^-6 Coulomb
Pitao/la sam: Električni potencijal (V)
Odgovor:

Električni potencijal:

Električni potencijal je 4,5 x 10⁶ Volt

2. Naboj Q₁ = 5,0 μC i naboj Q₂ = 6,0 μC. Coulombova konstanta (k) = 9 x 10⁹ Nm²C^-2, 1 μC = 10^-6 C. Točka A je u sredini između te dvije teretOdredite električni potencijal u točki A!
Rasprava
Poznato je da:
Naplata Q₁ = -5,0 μC = -5,0 x 10^-6 C
Udaljenost točke A od točke Q₁ = 10 cm = 0,1 m = 10^-1 m
Naplata Q₂ = 6,0 μC = 6,0 x 10^-6 C
Udaljenost točke A od točke Q₂ = 10 cm = 0,1 m = 10^-1 m
Coulombova konstanta (k) = 9 x 10⁹ Nm²C^-2
Pitao/la sam: Električni potencijal u točki A
Odgovor:

Električni potencijal 1:

Električni potencijal 2:

Električni potencijal u točki A:

V = V₂ - V₁
V = (54 – 45) x 10⁴
V = 9 x 10⁴
Električni potencijal u točki A je 9 x 10⁴ Volt

3. Naboj q₁ = 5,0 μC i naboj q₂ = 6,0 μC. Coulombova konstanta (k) = 9 x 10⁹ Nm²C^-2, 1 μC = 10^-6 C. Odredite električni potencijal u točki A!
Rasprava
Poznato je da:
Naplata Q₁ = -5,0 μC = -5,0 x 10^-6 C
Udaljenost točke A od točke Q₁ = 40 cm = 0,4 m = 4 x 10^-1 m
Naplata Q₂ = 6,0 μC = 6,0 x 10^-6 C
Udaljenost točke A od točke Q₂ = 50 cm = 0,5 m = 5 x 10^-1 m
Coulombova konstanta (k) = 9 x 10⁹ Nm²C^-2
Pitao/la sam: Električni potencijal u točki A
Odgovor:

Električni potencijal 1:

Električni potencijal 2:

Električni potencijal u točki A:

V = V₁ + V₂
V = (-11,25 + 10,8) x 10⁴
V = -0,45 x 10⁴
V = -4,5 x 10³
Električni potencijal u točki A je -4,5 x 10³ Volt

4. Pitanja za nacionalni ispit za SMA/MA fiziku U-ZC-2013/2014 br. 28
Šuplja vodljiva kugla nabijena je pozitivnim električnim nabojem od 500 µC kao što je prikazano na sljedećoj slici:
Koja je od sljedećih tvrdnji točna?
A. Električni potencijal u točki P = 2 puta veći od električnog potencijala u točki R
B. Električni potencijal u točki Q je isti kao i u točki P.
C. Električni potencijal u točki T = 2 puta veći od električnog potencijala u točki Q
D. Električni potencijal u točki P je isti kao i u točki T.
E. Električni potencijal u točkama P, Q i R je isti.
Rasprava
Šuplja vodljiva sfera stoga unutar sfere nema električnog naboja. Prema primjena Gaussovog zakona, ako u šupljoj sferi nema električnog naboja, onda u šupljoj sferi nema ni električnog polja.

Električno polje ima odnos s razlikom električnog potencijala koja se izražava jednadžbom V_ab = E d, gdje je V_ab = razlika potencijala između dvije točke, E = električno polje i d = udaljenost između dvije točke. E = 0, pa je Vab = 0. Električno polje je nula, pa je razlika potencijala jednaka nuli. Nulta razlika potencijala znači da nema razlike u električnom potencijalu unutar šuplje sfere. Drugim riječima, električni potencijal u svim točkama unutar šuplje sfere je isti. Veličina električnog potencijala unutar šuplje sfere jednaka je električnom potencijalu na površini sfere.

Što je dalje od površine sfere, to je manji električni potencijal u toj točki. To se temelji na jednadžbi za razliku električnog potencijala. V_ab = k Q/r, Gdje r = udaljenost od središta kugle do točke u kojoj se izračunava razlika potencijalaNa temelju ove jednadžbe, udaljenost (r) je obrnuto proporcionalna razlici potencijala (V_ab), pa što je veća udaljenost točke od središta kugle, to je manja razlika električnih potencijala između središta kugle i te točke. Točka R je bliže središtu kugle, dok je točka T dalje od središta kugle, pa je razlika potencijala između točke R i središta kugle veća, dok je razlika potencijala između točke T i središta kugle manja. Drugim riječima, električni potencijal u točki R je veći od električnog potencijala u točki T.

Napomena: Razlikujte između električni potencijal s razlika električnog potencijala. Električni potencijal ne može se izračunati u vrijednosti, dok se razlika električnog potencijala može izračunati u vrijednosti pomoću formule V_ab = k Q/rAko u prostoru postoji električno polje, tada svaka točka u prostoru ima električni potencijal, dok se razlika električnih potencijala izračunava usporedbom dviju različitih točaka. Drugim riječima, u istoj točki postoji električni potencijal, ali u toj točki ne postoji razlika električnih potencijala.

Točni odgovori su B i E.

5. Pitanja za nacionalni ispit za SMA/MA fiziku U-ZC-2013/2014 br. 28
Šuplja vodljiva kugla ima naboj od 4 µC i polumjer od 10 cm kao što je prikazano na slici. Koja je tvrdnja o električnom potencijalu (V) na kugli točna?
A.V_A > V_B
B. V._B > V_A
C. V._A = V_B
D.V._A <V_C
E.V._B <V_C
Rasprava
Na temelju objašnjenja u pitanju broj 1, V_A = V_B, V_A > V_C i V._B > V_C.
Točan odgovor je C.