Esempio di potenziale elettrico

5 esempi di domande sul potenziale elettrico

1. Determinare potenziale elettrico in un punto a 1 cm dalla carica q = 5,0 μC. Costante di Coulomb (k) = 9 x 10⁹ Nm²C^-2, 1 μC = 10^-6 C.
Discussione
È noto che:
Distanza dalla carica (r) = 1 cm = 1/100 m = 0,01 m = 10^-2 m
Carica (q) = 5,0 μC = 5,0 x 10^-6 Coulomb
Chiesto: Potenziale elettrico (V)
Risposta :

Potenziale elettrico:

Il potenziale elettrico è 4,5 x 10⁶ Volt

2. Carica Q₁ = 5,0 μC e carica Q₂ = 6,0 μC. Costante di Coulomb (k) = 9 x 10⁹ Nm²C^-2, 1 μC = 10^-6 C. Il punto A si trova nel mezzo dei due MuatanDetermina il potenziale elettrico nel punto A!
Discussione
È noto che:
Carica Q₁ = -5,0 μC = -5,0 x 10^-6 C
Distanza del punto A da Q₁ = 10 cm = 0,1 m = 10^-1 m
Carica Q₂ = 6,0 μC = 6,0 x 10^-6 C
Distanza del punto A da Q₂ = 10 cm = 0,1 m = 10^-1 m
costante di Coulomb (k) = 9 x 10⁹ Nm²C^-2
Chiesto: Potenziale elettrico nel punto A
Risposta :

Potenziale elettrico 1:

Potenziale elettrico 2:

Potenziale elettrico nel punto A:

V = V₂ - V₁
V = (54 – 45) x 10⁴
V = 9 x 10⁴
Il potenziale elettrico nel punto A è 9 x 10⁴ Volt

3. Carica q₁ = 5,0 μC e carica q₂ = 6,0 μC. Costante di Coulomb (k) = 9 x 10⁹ Nm²C^-2, 1 μC = 10^-6 C. Determinare il potenziale elettrico nel punto A!
Discussione
È noto che:
Carica Q₁ = -5,0 μC = -5,0 x 10^-6 C
Distanza del punto A da Q₁ = 40 cm = 0,4 m = 4 x 10^-1 m
Carica Q₂ = 6,0 μC = 6,0 x 10^-6 C
Distanza del punto A da Q₂ = 50 cm = 0,5 m = 5 x 10^-1 m
Costante di Coulomb (k) = 9 x 10⁹ Nm²C^-2
Chiesto: Potenziale elettrico nel punto A
Risposta :

Potenziale elettrico 1:

Potenziale elettrico 2:

Potenziale elettrico nel punto A:

V = V₁ + V₂
V = (-11,25 + 10,8) x 10⁴
V = -0,45 x 10⁴
V = -4,5 x 10³
Il potenziale elettrico nel punto A è -4,5 x 10³ Volt

4. Domande d'esame nazionali per la SMA/MA Fisica U-ZC-2013/2014 n. 28
Una sfera conduttrice cava è caricata con una carica elettrica positiva di 500 µC, come mostrato nella figura seguente:
Quale delle seguenti affermazioni è corretta?
A. Il potenziale elettrico nel punto P è pari a 2 volte il potenziale elettrico nel punto R.
B. Il potenziale elettrico nel punto Q è uguale a quello nel punto P.
C. Il potenziale elettrico nel punto T è pari a 2 volte il potenziale elettrico nel punto Q.
D. Il potenziale elettrico nel punto P è lo stesso di quello nel punto T.
E. Il potenziale elettrico nei punti P, Q e R è lo stesso.
Discussione
Una sfera conduttrice cava, quindi non c'è carica elettrica all'interno della sfera. Secondo applicazione della legge di GaussSe nella sfera cava non è presente alcuna carica elettrica, allora non esiste alcun campo elettrico al suo interno.

Campo elettrico ha una relazione con la differenza di potenziale elettrico che è espressa attraverso l'equazione V_ab = E d, dove V_ab = differenza di potenziale tra due punti, E = campo elettrico e d = distanza tra due punti. E = 0 quindi Vab = 0. Il campo elettrico è zero quindi la differenza di potenziale è zero. Una differenza di potenziale zero significa che non c'è differenza di potenziale elettrico all'interno della sfera cava. In altre parole, il potenziale elettrico in tutti i punti all'interno della sfera cava è lo stesso. L'intensità del potenziale elettrico all'interno della sfera cava è la stessa del potenziale elettrico sulla superficie della sfera.

Più ci si allontana dalla superficie della sfera, minore è il potenziale elettrico in quel punto. Ciò si basa sull'equazione della differenza di potenziale elettrico. V_ab = k Q/r, dove r = distanza dal centro della sfera al punto in cui viene calcolata la differenza di potenziale. In base a questa equazione, la distanza (r) è inversamente proporzionale alla differenza di potenziale (V_abPertanto, maggiore è la distanza di un punto dal centro della sfera, minore è la differenza di potenziale elettrico tra il centro della sfera e quel punto. Il punto R è più vicino al centro della sfera, mentre il punto T è più lontano, quindi la differenza di potenziale tra il punto R e il centro della sfera è maggiore, mentre la differenza di potenziale tra il punto T e il centro della sfera è minore. In altre parole, il potenziale elettrico nel punto R è maggiore del potenziale elettrico nel punto T.

Nota: Distinguere tra potenziale elettrico dengan differenza di potenziale elettrico. potenziale elettrico non può essere calcolato in valore, mentre la differenza di potenziale elettrico può essere calcolata in valore utilizzando la formula V_ab = k Q/rSe in uno spazio è presente un campo elettrico, ogni punto di tale spazio possiede un potenziale elettrico, mentre la differenza di potenziale elettrico si calcola confrontando due punti diversi. In altre parole, in uno stesso punto esiste un potenziale elettrico, ma in quel punto non esiste una differenza di potenziale elettrico.

Le risposte corrette sono B ed E.

5. Domande d'esame nazionali per la SMA/MA Fisica U-ZC-2013/2014 n. 28
Una sfera conduttrice cava ha una carica di 4 µC e un raggio di 10 cm, come mostrato in figura. Quale affermazione sul potenziale elettrico (V) sulla sfera è corretta?
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
Discussione
In base alla spiegazione nella domanda numero 1, V_A = V_B, V_A > V_C e V_B > V_C.
La risposta corretta è C.