Egzanp kesyon sou enèji potansyèl elektrik

Egzanp Kesyon sou Enèji Potansyèl Elektrik

1. Yon elektwon akselere soti nan repo atravè yon diferans potansyèl 12 vòlt. Ki chanjman nan enèji potansyèl elektwon an?
Pembahasan
Li konnen ke:
Chaje 1 elektwon (e) = -1,60 x 10^-19 Koulonb
Diferans potansyèl elektrik = vòltaj elektrik (V) = 12 Vòlt
Mande: Chanjman nan enèji potansyèl elektwon (ΔEP)
Repons:
ΔEP = q V = (-1,60 x 10^-19 C)(12 V) = -19,2 x 10^-19 Joule
Siy negatif la vle di enèji potansyèl elektrik diminye. Lè elektwon an toupre plak ki chaje negatif la, enèji potansyèl elektrik li a nan maksimòm li. Apre li rive toupre plak ki chaje pozitivman an, enèji potansyèl elektrik elektwon an nan minimòm li.

2. De plak paralèl yo chaje pozitivman ak negatifman. Chan elektrik ant de plak yo se 500 Vòlt/mèt. Distans ki genyen ant de plak yo se 2 cm. Detèmine chanjman nan enèji potansyèl yon pwoton lè li deplase soti nan plak ki chaje pozitivman an pou ale nan plak ki chaje negatif la!
Pembahasan
Li konnen ke:
Chan elektrik ant de plak yo (E) = 500 Vòlt/mèt
Distans ant de plak yo (s) = 2 cm = 0,02 mèt
Chaj pwoton = +1,60 x 10^-19 Koulonb
Mande: Chanjman nan enèji potansyèl elektrik (ΔEP)
Repons:

Premyèman, kalkile diferans potansyèl la oubyen vòltaj elektrik :

V = E s
V = (500 Vòlt/mèt)(0,02 mèt)
V = 10 Vòlt

Chanjman nan enèji potansyèl elektrik:

ΔEP = q V
ΔEP = (1,60 x 10^-19 C)(10 V)
ΔEP = 16 x 10^-19 Joule
ΔEP = 1,6 x 10^-18 Joule

Lè pwoton an toupre plak ki chaje pozitivman an, enèji potansyèl elektrik pwoton an nan maksimòm li. Lè li rive toupre plak ki chaje negatif la, enèji potansyèl elektrik pwoton an nan minimòm li. Se poutèt sa, lè pwoton an deplase soti nan plak ki chaje pozitivman an pou ale nan plak ki chaje negatif la, enèji potansyèl elektrik pwoton an diminye.

3. De chaj yo ranje jan yo montre nan figi ki anba a. Chaj la nan A se +9 μC epi chaj la nan B se -4 μC. Konstan Coulomb la (k) = 9 x 10⁹ Nm²C^-2, 1 μC = 10^-6 C. Konbyen enèji potansyèl elektrik chaj B chanje si li deplase al jwenn chaj A?
Pembahasan
Li konnen ke:
Chaj A (q₁) = +9 μC = +9 x 10^-6 C
Chaj B (q₁) = -4 μC = -4 x 10^-6 C
Konstan Koulomb lan (k) = 9 x 10⁹ Nm²C^-2
Distans ant chaj A ak B (r) = 10 cm = 0,1 mèt = 10^-1 mèt
Mande: Chanjman nan enèji potansyèl elektrik chaj B si li deplase pou ale nan chaj A
Repons:

Chaj B deplase pou ale nan chaj A pou enèji potansyèl elektrik li diminye pa 2,4 Joules.
Sa a sanble ak yon objè mas k ap deplase desann nan direksyon tè a, pou wotè li ak enèji potansyèl gravitasyonèl li diminye.

4. Yo mete yon patikil ki gen yon chaj \(q = 5 \times 10^{-6} \)C nan yon chan elektrik ki gen yon potansyèl \(V = 300 \)V. Ki enèji potansyèl elektrik patikil la?

Diskisyon:
Enèji potansyèl elektrik la bay pa:
\[ U = q \fwa V \]
U = 5 fwa 10^{-6} fwa 300]
U = 1.5 fwa 10-3 J

5. Yo mete yon elektwon nan yon chan elektrik ki gen yon potansyèl 500 V. Ki enèji potansyèl elektrik elektwon an?

Diskisyon:
Chaj elektwon \(q = -1.6 \times 10^{-19} \) C.
\[ U = q \fwa V \]
U = -1.6 \times 10^{-19} \times 500\]
\[ U = -8 \fwa 10^{-17} \] J

6. Yon pwoton deplase soti nan yon potansyèl 100 V pou rive nan 200 V. Ki chanjman nan enèji potansyèl li?

Diskisyon:
Chaj pwoton \(q = 1.6 \times 10^{-19} \) C.
\[ ΔU = q \times ΔV ]
\[ ΔU = 1.6 \times 10^{-19} \times (200 – 100) \]
ΔU = 1.6 × 10-17 J

7. De objè ki gen chaj \( q_1 = 2 \times 10^{-6} \) C ak \( q_2 = -3 \times 10^{-6} \) C yo mete nan yon chan elektrik ki gen yon potansyèl \( V = 400 \) V. Ki enèji potansyèl total de objè yo?

Diskisyon:
\[ U_1 = q_1 \fwa V \]
\[ U_2 = q_2 \fwa V \]
\[ U_{total} = U_1 + U_2 \]
\[ U_{total} = (2 \times 10^{-6} + (-3 \times 10^{-6})) \times 400 \]
\[ U_{total} = -4 \fwa 10^{-3} \] J

8. Yon iyon ki gen chaj \(q = 4e\) (kote \(e\) se chaj elemantè a) nan yon chan elektrik ki gen potansyèl \(V = 250\)V. Ki enèji potansyèl elektrik iyon an?

Diskisyon:
\[ U = q \fwa V \]
U = 4 × 1.6 × 10^{-19} × 250]
U = 1.6 fwa 10-16 J

9. Li konnen ke yon patikil ki gen yon chaj \( q = -7 \times 10^{-5} \) C gen yon enèji potansyèl \( 2 \times 10^{-2} \) J. Ki potansyèl chan elektrik kote patikil la ye a?

Diskisyon:
\[ U = q \fwa V \]
\[ V = \frac{U}{q} \]
V = \frac{2 \times 10^{-2}}{-7 \times 10^{-5}} \]
\[V = -285.71 \] V

10. De objè ki gen chaj \( q_1 = 5e \) ak \( q_2 = -2e \) yo nan yon chan elektrik ki gen yon potansyèl \( V = 300 \) V. Ki enèji potansyèl total de objè yo?

Diskisyon:
\[ U_1 = q_1 \fwa V \]
\[ U_2 = q_2 \fwa V \]
\[ U_{total} = U_1 + U_2 \]
U_{total} = (5 \times 1.6 \times 10^{-19} – 2 \times 1.6 \times 10^{-19}) \times 300
\[ U_{total} = 1.44 \times 10^{-16} \] J

11. Yon iyon ki gen yon chaj \( q = -3e \) gen yon enèji potansyèl \( -9.6 \times 10^{-19} \) J. Ki potansyèl chan elektrik kote iyon an ye a?

Diskisyon:
\[ U = q \fwa V \]
\[ V = \frac{U}{q} \]
V = \frac{-9.6 \times 10^{-19}}{-3 \times 1.6 \times 10^{-19}}
\[V = 200 \] V

12. Li konnen ke enèji potansyèl elektrik yon chaj \(q\) nan yon chan elektrik ak potansyèl \(V = 450 \) V se \(9 \times 10^{-18} \) J. Ki chaj \(q\) la?

Diskisyon:
\[ U = q \fwa V \]
\[ q = \frac{U}{V} \]
\[ q = \frac{9 \ fwa 10^{-18}}{450} \]
\[q = 2 \fwa 10^{-20} \] C

13. Yon chaj pozitif \( q = 1.5 \times 10^{-19} \) C deplase soti nan yon pwen ki gen potansyèl \( V_1 = 100 \) V pou rive nan \( V_2 = 500 \) V. Ki chanjman nan enèji potansyèl la?

Diskisyon:
\[ ΔU = q \times ΔV ]
\[ ΔU = 1.5 \times 10^{-19} \times (500 – 100) \]
ΔU = 6 × 10-17 J