Beispill vum elektresche Potenzial

5 Beispiller vu Froen zum elektresche Potenzial

1. Bestëmmen elektrescht Potenzial op engem Punkt 1 cm vun der Ladung q = 5,0 μC. Coulomb-Konstant (k) = 9 x 10⁹ Nm²C^-2, 1 μC = 10^-6 C.
Diskussioun
Et ass bekannt, datt:
Distanz vun der Ladung (r) = 1 cm = 1/100 m = 0,01 m = 10^-2 m
Ladung (q) = 5,0 μC = 5,0 x 10^-6 Coulomb
Gefrot: Elektrescht Potenzial (V)
Äntwert:

Elektrescht Potenzial:

D'elektrescht Potenzial ass 4,5 x ^10⁶ Volt

2. Ladung Q₁ = 5,0 μC an Ladung Q₂ = 6,0 μC. Coulomb-Konstant (k) = 9 x 10⁹ Nm²C^-2, 1 μC = 10^-6 C. Punkt A ass an der Mëtt vun den zwee muatanBestëmmt den elektresche Potenzial am Punkt A!
Diskussioun
Et ass bekannt, datt:
Charge Q₁ = -5,0 μC = -5,0 x 10^-6 C
Distanz vum Punkt A vum Punkt Q₁ = 10 cm = 0,1 m = 10^-1 m
Charge Q₂ = 6,0 μC = 6,0 x 10^-6 C
Distanz vum Punkt A vum Punkt Q₂ = 10 cm = 0,1 m = 10^-1 m
Coulomb-Konstant (k) = 9 x 10⁹ Nm²C^-2
Gefrot: Elektrescht Potenzial um Punkt A
Äntwert:

Elektrescht Potenzial 1:

Elektrescht Potenzial 2:

Elektrescht Potenzial am Punkt A:

V = V.₂ - V₁
V = (54 – 45) x 10⁴
V = 9 x 10⁴
Den elektresche Potenzial am Punkt A ass 9 x 10⁴ Volt

3. Ladung q₁ = 5,0 μC an Ladung q₂ = 6,0 μC. Coulomb-Konstant (k) = 9 x 10⁹ Nm²C^-2, 1 μC = 10^-6 C. Bestëmmt den elektresche Potenzial am Punkt A!
Diskussioun
Et ass bekannt, datt:
Charge Q₁ = -5,0 μC = -5,0 x 10^-6 C
Distanz vum Punkt A vum Punkt Q₁ = 40 cm = 0,4 m = 4 x 10^-1 m
Charge Q₂ = 6,0 μC = 6,0 x 10^-6 C
Distanz vum Punkt A vum Punkt Q₂ = 50 cm = 0,5 m = 5 x 10^-1 m
Coulomb-Konstant (k) = 9 x 10⁹ Nm²C^-2
Gefrot: Elektrescht Potenzial um Punkt A
Äntwert:

Elektrescht Potenzial 1:

Elektrescht Potenzial 2:

Elektrescht Potenzial am Punkt A:

V = V.₁ + V.₂
V = (-11,25 + 10,8) x 10⁴
V = -0,45 x 10⁴
V = -4,5 x 10³
Den elektresche Potenzial um Punkt A ass -4,5 x 10³ Volt

4. National Examensfroen fir SMA/MA Physik U-ZC-2013/2014 Nr. 28
Eng huel, leetend Kugel ass mat enger positiver elektrescher Ladung vu 500 µC gelueden, wéi an der folgender Figur gewisen:
Wéi eng vun de folgenden Aussoen ass richteg?
A. Elektrescht Potenzial um Punkt P = 2 Mol sou héicht wéi dat elektrescht Potenzial um Punkt R
B. Den elektresche Potenzial um Punkt Q ass dee selwechte wéi um Punkt P.
C. Elektrescht Potenzial um Punkt T = 2 Mol sou vill wéi dat elektrescht Potenzial um Punkt Q
D. Den elektresche Potenzial um Punkt P ass dee selwechte wéi um Punkt T.
E. Den elektresche Potenzial an de Punkten P, Q an R ass d'selwecht.
Diskussioun
Eng huel, leedend Kugel, dofir gëtt et keng elektresch Ladung an der Kugel. Laut Uwendung vum Gauss-Gesetz, wann et keng elektresch Ladung an der hueler Kugel gëtt, dann gëtt et kee elektrescht Feld an der hueler Kugel.

D'elektrescht Feld hänkt mat der elektrescher Potentialdifferenz zesummen, déi duerch d'Equatioun V _ab = E d ausgedréckt gëtt , wou V _ab = d'Potenzialdifferenz tëscht zwéi Punkten, E = d'elektrescht Feld an d = d'Distanz tëscht zwéi Punkten. E = 0, also Vab = 0. D'elektrescht Feld ass null, dofir ass d'Potenzialdifferenz null. Eng Potenzialdifferenz vun Null bedeit, datt et keng elektresch Potenzialdifferenz an der hueler Kugel gëtt. An anere Wierder, d'elektrescht Potenzial vun alle Punkten an der hueler Kugel ass d'selwecht. D'Gréisst vum elektresche Potenzial an der hueler Kugel ass d'selwecht wéi d'elektrescht Potenzial op der Uewerfläch vun der Kugel.

Wat méi wäit vun der Uewerfläch vum Ball ewech ass, wat méi kleng ass den elektresche Potential op deem Punkt. Dëst baséiert op der Equatioun vun der elektrescher Potentialdifferenz V _ab = k Q / r , wou r = Distanz vum Zentrum vum Ball bis zum Punkt ass, deem seng Potentialdifferenz berechent gëtt . Baséierend op dëser Equatioun ass den Ofstand (r) ëmgedréint proportional zu der Potentialdifferenz (V _ab ), sou datt wat méi grouss d'Distanz vun engem Punkt vum Zentrum vum Ball ass, wat méi kleng ass den elektresche Potentialdifferenz tëscht dem Zentrum vum Ball an deem Punkt. De Punkt R ass méi no beim Zentrum vum Ball, während de Punkt T méi wäit vum Zentrum vum Ball ewech ass, sou datt d'Potenzialdifferenz tëscht dem Punkt R an dem Zentrum vum Ball méi grouss ass, während d'Potenzialdifferenz tëscht dem Punkt T an dem Zentrum vum Ball méi kleng ass. An anere Wierder, d'elektrescht Potential um Punkt R ass méi grouss wéi d'elektrescht Potential um Punkt T.

Bemierkung: Den Ënnerscheed tëscht elektreschem Potential an der elektrescher Potentialdifferenz ass méiglech . Elektrescht Potential kann net berechent ginn, während d'elektresch Potentialdifferenz mat der Formel V _ab = k Q / r berechent ka ginn . Wann et en elektrescht Feld an engem Raum gëtt, dann huet all Punkt am Raum en elektrescht Potential, während d'elektresch Potentialdifferenz berechent gëtt andeems zwou verschidde Punkte verglach ginn. An anere Wierder, um selwechte Punkt gëtt et en elektrescht Potential, awer et gëtt keng elektresch Potentialdifferenz op deem Punkt.

Déi richteg Äntwerten sinn B an E.

5. National Examensfroen fir SMA/MA Physik U-ZC-2013/2014 Nr. 28
Eng huel, leetend Kugel huet eng Ladung vu 4 µC an e Radius vun 10 cm, wéi an der Figur gewisen. Wéi eng Ausso iwwer den elektresche Potenzial (V) op der Kugel ass richteg?
A. V._A > V_B
B. V._B > V_A
C. V._A = V an_B
D.V._A <V_C
E.V._B <V_C
Diskussioun
Baséierend op der Erklärung a Fro Nummer 1, V._A = V an_B, V_A > V_C an V_B > V_C.
Déi richteg Äntwert ass C.