전기 전위의 예

전기 전위 관련 질문 5가지 예시

1. 결정하다 전위 전하 q = 5,0 μC에서 1 cm 떨어진 지점에서. 쿨롱 상수(k) = 9 x 10⁻⁶⁹ Nm²C^{- 2}, 1 μC = 10^{- 6} C.
논의
알려진 바에 따르면:
전하로부터의 거리(r) = 1cm = 1/100m = 0,01m = 10^-2 m
전하량(q) = 5,0 μC = 5,0 x 10^-6 쿨롱
질문: 전위차(V)
답변 :

전위:

전위는 4,5 x 10⁶ ^볼트 입니다 .

2. 전하 Q₁ = 5,0 μC 및 전하 Q₂ = 6,0 μC. 쿨롱 상수(k) = 9 x 10⁹ Nm²C^{- 2}, 1 μC = 10^{- 6} C. A 지점은 두 지점의 중간에 있습니다. 뱃짐점 A에서의 전기 퍼텐셜을 구하세요!
논의
알려진 바에 따르면:
충전 Q₁ = -5,0 μC = -5,0 x 10^-6 C
점 A에서 Q까지의 거리₁ = 10cm = 0,1m = 10^-1 m
충전 Q₂ = 6,0 μC = 6,0 x 10^-6 C
점 A에서 Q까지의 거리₂ = 10cm = 0,1m = 10^-1 m
쿨롱 상수 (k) = 9 x 10⁹ Nm²C^{- 2}
질문: A 지점에서의 전기 전위
답변 :

전위 1:

전위 2:

A 지점에서의 전위차:

V = V₂ - V₁
V = (54 – 45) x 10⁴
V = 9 x 10⁴
A 지점에서의 전기 퍼텐셜은 9 x 10입니다.⁴ 볼트

3. 전하 q₁ = 5,0 μC 및 전하 q₂ = 6,0 μC. 쿨롱 상수(k) = 9 x 10⁹ Nm²C^{- 2}, 1 μC = 10^{- 6} C. A 지점에서의 전기 퍼텐셜을 구하세요!
논의
알려진 바에 따르면:
충전 Q₁ = -5,0 μC = -5,0 x 10^-6 C
점 A에서 Q까지의 거리₁ = 40cm = 0,4m = 4 x 10^-1 m
충전 Q₂ = 6,0 μC = 6,0 x 10^-6 C
점 A에서 Q까지의 거리₂ = 50cm = 0,5m = 5 x 10^-1 m
쿨롱 상수(k) = 9 x 10⁹ Nm²C^{- 2}
질문: A 지점에서의 전기 전위
답변 :

전위 1:

전위 2:

A 지점에서의 전위차:

V = V₁ + V₂
V = (-11,25 + 10,8) x 10⁴
V = -0,45 x 10⁴
V = -4,5 x 10³
A 지점에서의 전기 퍼텐셜은 -4,5 x 10입니다.³ 볼트

4. 2013/2014학년도 중등/석사 물리 국가고시 문제 (U-ZC-2013/2014) 제28호
다음 그림과 같이 속이 빈 전도성 구체에 500µC의 양전하가 대전되어 있습니다.
다음 중 옳은 설명은 무엇입니까?
A. 점 P에서의 전기 포텐셜은 점 R에서의 전기 포텐셜의 2배입니다.
B. 점 Q에서의 전기 포텐셜은 점 P에서의 전기 포텐셜과 같습니다.
C. 점 T에서의 전기 포텐셜은 점 Q에서의 전기 포텐셜의 2배이다.
D. 점 P에서의 전기 퍼텐셜은 점 T에서의 전기 퍼텐셜과 같습니다.
E. 점 P, Q, R에서의 전기 포텐셜은 동일합니다.
논의
속이 빈 전도성 구체이므로 구체 내부에는 전기적 전하가 없습니다. 가우스 법칙의 적용속이 빈 구 안에 전하가 없다면 속이 빈 구 안에는 전기장이 존재하지 않습니다.

전기장은 전위차와 관련이 있으며, 전위차는 V _ab = E d 라는 방정식으로 표현됩니다 . 여기서 V _ab 는 두 점 사이의 전위차, E는 전기장, d는 두 점 사이의 거리입니다. E = 0이므로 Vab = 0입니다. 전기장이 0이므로 전위차도 0입니다. 전위차가 0이라는 것은 속이 빈 구 내부에 전위차가 없다는 것을 의미합니다. 다시 말해, 속이 빈 구 내부의 모든 점의 전위는 동일합니다. 속이 빈 구 내부의 전위 크기는 구 표면의 전위 크기와 같습니다.

공의 표면에서 멀어질수록 그 지점의 전기 전위는 작아집니다. 이는 전기 전위차 공식 V _ab = k Q / r 에 근거합니다 . 여기서 r은 공의 중심에서 전위차를 계산하는 지점까지의 거리입니다 . 이 공식에 따르면 거리(r)는 전위차(V _ab )에 반비례하므로, 공의 중심에서 멀어질수록 그 지점과 공의 중심 사이의 전기 전위차는 작아집니다. 점 R은 공의 중심에 가깝고 점 T는 공의 중심에서 멀리 떨어져 있으므로, 점 R과 공의 중심 사이의 전위차는 더 크고, 점 T와 공의 중심 사이의 전위차는 더 작습니다. 즉, 점 R의 전기 전위는 점 T의 전기 전위보다 큽니다.

참고: 전기 퍼텐셜 과 전기 퍼텐셜 차이를 구분하십시오 . 전기 퍼텐셜은 계산할 수 없지만, 전기 퍼텐셜 차이는 공식 V _ab = k Q / r 을 사용하여 계산할 수 있습니다 . 공간에 전기장이 존재하면 공간의 모든 점은 전기 퍼텐셜을 가지며, 전기 퍼텐셜 차이는 서로 다른 두 점을 비교하여 계산합니다. 즉, 같은 점에 전기 퍼텐셜이 존재하지만, 그 점에서는 전기 퍼텐셜 차이가 존재하지 않습니다.

정답은 B와 E입니다.

5. 2013/2014학년도 중등/석사 물리 국가고시 문제 (U-ZC-2013/2014) 제28호
그림과 같이 속이 빈 도체 구는 4 µC의 전하를 띠고 있으며 반지름은 10 cm입니다. 이 구에 작용하는 전기 전위(V)에 대한 다음 설명 중 옳은 것은 무엇입니까?
에이. 비_A > V_B
비. 비_B > V_A
씨._A = V_B
디비_A <V_C
E.V_B <V_C
논의
1번 문제의 설명에 따르면, V_A = V_B, V_A > V_C 그리고 V_B > V_C.
정답은 C입니다.