Nimûneyên pirsên enerjiya potansiyela elektrîkê

Nimûneya Pirsên Enerjiya Potansiyel a Elektrîkê

1. Elektronek ji rewşa bêçalakbûnê bi rêya cudahiya potansiyel a 12 voltî lez dibe. Guherîna enerjiya potansiyel a elektronê çi ye?
Nîqaş
Tê zanîn ku:
Dawetkirin 1 elektron (e) = -1,60 x 10^-19 Coulomb
Cûdahiya potansiyela elektrîkê = voltaja elektrîkê (V) = 12 Volt
Pirsî: Guherîna enerjiya potansiyela elektronê (ΔEP)
Bersiv:
ΔEP = q V = (-1,60 x 10^-19 C)(12 V) = -19,2 x 10^-19 Joule
Nîşana neyînî tê wateya enerjiya potansiyel a elektrîkê kêm dibe. Dema ku nêzîkî plakaya barkirî ya neyînî be, enerjiya potansiyel a elektrîkê ya elektronê di asta xwe ya herî zêde de ye. Piştî ku nêzîkî plakaya barkirî ya erênî dibe, enerjiya potansiyel a elektrîkê ya elektronê di asta xwe ya herî kêm de ye.

2. Du plakayên paralel, her yek bi awayekî erênî û neyînî barkirî ne. Zeviya elektrîkê ya di navbera her du plakayan de 500 Volt/metre ye. Dûrahiya di navbera her du plakayan de 2 cm ye. Guherîna enerjiya potansiyel a protonekê dema ku ew ji plakaya bi barkirina erênî ber bi plakaya bi barkirina neyînî ve diçe diyar bikin!
Nîqaş
Tê zanîn ku:
Zeviya elektrîkê di navbera her du plakayan de (E) = 500 Volt/metre
Dûrahiya di navbera her du plakeyan de (s) = 2 cm = 0,02 metre
Barê protonê = +1,60 x 10^-19 Coulomb
Pirsî: Guherîna enerjiya potansiyel a elektrîkê (ΔEP)
Bersiv:

Pêşî cudahiya potansiyelê hesab bike an jî voltaja elektrîkê :

V = Es
V = (500 Volt/metre)(0,02 metre)
V = 10 Volt

Guhertinên di enerjiya potansiyel a elektrîkê de:

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

Dema ku nêzîkî plakaya bi barkirina erênî be, enerjiya potansiyel a elektrîkê ya protonê di asta xwe ya herî zêde de ye. Dema ku nêzîkî plakaya bi barkirina neyînî dibe, enerjiya potansiyel a elektrîkê ya protonê di asta xwe ya herî kêm de ye. Ji ber vê yekê, dema ku ji plakaya bi barkirina erênî ber bi plakaya bi barkirina neyînî ve diçe, enerjiya potansiyel a elektrîkê ya protonê kêm dibe.

3. Du bargir wekî ku di wêneyê jêrîn de tê nîşandan hatine rêzkirin. Bargir li A +9 μC û bargir li B -4 μC ye. Sabîta Coulomb (k) = 9 x 10⁹ Nm²C^-2, 1 μC = 10^-6 C. Enerjiya potansiyela elektrîkî ya barkêşa B çiqas diguhere eger ew ber bi barkêşa A ve biçe?
Nîqaş
Tê zanîn ku:
Barkirina A (q₁) = +9 μC = +9 x 10^-6 C
Barkirina B (q₁) = -4 μC = -4 x 10^-6 C
Sabita Coulomb (k) = 9 x 10⁹ Nm²C^-2
Dûrahiya di navbera bargiraniyên A û B de (r) = 10 cm = 0,1 metre = 10^-1 jimarvan
Pirsî: Guherîna enerjiya potansiyel a elektrîkî ya barkêşa B eger ew ber bi barkêşa A ve biçe
Bersiv:

Barê B ber bi barê A ve diçe, ji ber vê yekê enerjiya wê ya potansiyel a elektrîkê bi 2,4 Joule kêm dibe.
Ev dişibihe tiştekî giran ku ber bi erdê ve diçe da ku bilindahî û enerjiya wî ya potansiyel a gravîtasyonê kêm bibe.

4. Perçeyek bi barkê \(q = 5 \times 10^{-6} \)C di qadeke elektrîkê de bi potansiyela \(V = 300 \)V tê danîn. Enerjiya potansiyela elektrîkê ya perçeyê çi ye?

Nîqaş:
Enerjiya potansiyela elektrîkê bi vê rêbazê tê dayîn:
\[ U = q \car V \]
\[ U = 5 caran 10^{-6} caran 300 \]
\[ U = 1.5 \times 10^{-3} \] J

5. Elektronek di qadeke elektrîkê de bi potansiyela 500 V tê danîn. Enerjiya potansiyela elektrîkê ya elektronê çi ye?

Nîqaş:
Barê elektronê \(q = -1.6 \times 10^{-19} \) C.
\[ U = q \car V \]
\[ U = -1.6 caran 10^{-19} caran 500 \]
\[ U = -8 \times 10^{-17} \] J

6. Protonek ji potansiyela 100 V ber bi 200 V ve diçe. Guherîna enerjiya wê ya potansiyel çi ye?

Nîqaş:
Barê protonê \(q = 1.6 \times 10^{-19} \) C.
\[ \Delta U = q \car \Delta V \]
\[ \Delta U = 1.6 \car 10^{-19} \car (200 – 100) \]
\[ \Delta U = 1.6 \times 10^{-17} \] J

7. Du tiştên bi barên \(q_1 = 2 \times 10^{-6} \)C û \(q_2 = -3 \times 10^{-6} \)C di qadeke elektrîkê de bi potansiyela \(V = 400 \)V têne danîn. Enerjiya potansiyel a tevahî ya her du tiştan çi ye?

Nîqaş:
\[ U_1 = q_1 \car V \]
\[ U_2 = q_2 \car V \]
\[ U_{tevahî} = U_1 + U_2 \]
\[ U_{tevahî} = (2 caran 10^{-6} + (-3 caran 10^{-6})) caran 400 \]
\[ U_{tevahî} = -4 \car 10^{-3} \] J

8. Îyonek bi barkê \(q = 4e \) (ku \(e \) barkê bingehîn e) di qadeke elektrîkê de bi potansiyela \(V = 250 \)V ye. Enerjiya potansiyela elektrîkê ya îyonê çi ye?

Nîqaş:
\[ U = q \car V \]
\[ U = 4 caran 1.6 caran 10^{-19} caran 250 \]
\[ U = 1.6 \times 10^{-16} \] J

9. Tê zanîn ku perçeyek bi barkê \(q = -7 \times 10^{-5} \)C, enerjiya potansiyel a wê \(2 \times 10^{-2} \)J ye. Potansiyela qada elektrîkê ya ku perçe lê ye çi ye?

Nîqaş:
\[ U = q \car V \]
\[ V = \frac{U}{q} \]
\[ V = \frac{2 \car 10^{-2}}{-7 \car 10^{-5}} \]
\[ V = -285.71 \] V

10. Du cismên bi bargiraniyên \(q_1 = 5e \) û \(q_2 = -2e \) di qadeke elektrîkê de ne ku potansiyela wê \(V = 300 \)V ye. Enerjiya potansiyel a tevahî ya her du cisman çi ye?

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

11. Îyonek bi bark \(q = -3e \) xwedî enerjiya potansiyel \(-9.6 \times 10^{-19} \)J ye. Potansiyela qada elektrîkê ya ku îyon lê ye çi ye?

Nîqaş:
\[ U = q \car V \]
\[ V = \frac{U}{q} \]
\[ V = \frac{-9.6 caran 10^{-19}}{-3 caran 1.6 caran 10^{-19}} \]
\[ V = 200 \] V

12. Tê zanîn ku enerjiya potansiyela elektrîkî ya barkêşek (q) di qadeke elektrîkî de bi potansiyela (V = 450V) 9 caran 10^{-18} J ye. Barkêş (q) çi ye?

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

13. Barkê pozîtîf \(q = 1.5 \times 10^{-19} \)C ji xalek bi potansiyela \(V_1 = 100 \)V ber bi \(V_2 = 500 \)V ve tê veguhastin. Guherîna enerjiya potansiyel çi ye?

Nîqaş:
\[ \Delta U = q \car \Delta V \]
\[ \Delta U = 1.5 \car 10^{-19} \car (500 – 100) \]
\[ \Delta U = 6 \times 10^{-17} \] J