Elektrinio potencialo pavyzdys

5 elektrinio potencialo klausimų pavyzdžiai

1. Nustatykite elektrinis potencialas taške, esančiame 1 cm atstumu nuo krūvio, q = 5,0 μC. Kulono konstanta (k) = 9 x 10⁹ Nm²C^-2, 1 μC = 10^-6 C.
Pembahasanas
Yra žinoma, kad:
Atstumas nuo krūvio (r) = 1 cm = 1/100 m = 0,01 m = 10^-2 m
Įkrova (q) = 5,0 μC = 5,0 x 10^-6 Kulonas
Paklausė: Elektrinis potencialas (V)
Jawab :

Elektrinis potencialas:

Elektrinis potencialas yra 4,5 x 10⁶ ^volto.

2. Įkraukite Q₁ = 5,0 μC ir krūvis Q₂ = 6,0 μC. Kulono konstanta (k) = 9 x 10⁹ Nm²C^-2, 1 μC = 10^-6 C. Taškas A yra per vidurį tarp dviejų. krovinysNustatykite elektrinį potencialą taške A!
Pembahasanas
Yra žinoma, kad:
Įkrovimas Q₁ = -5,0 μC = -5,0 x 10^-6 C
Taško A atstumas nuo Q₁ = 10 cm = 0,1 m = 10^-1 m
Įkrovimas Q₂ = 6,0 μC = 6,0 x 10^-6 C
Taško A atstumas nuo Q₂ = 10 cm = 0,1 m = 10^-1 m
Kulono konstanta (k) = 9 × 10⁹ Nm²C^-2
Paklausė: Elektrinis potencialas taške A
Jawab :

Elektrinis potencialas 1:

Elektrinis potencialas 2:

Elektrinis potencialas taške A:

V = V₂ - V₁
V = (54–45) × 10⁴
V = 9 x 10⁴
Elektrinis potencialas taške A yra 9 x 10⁻¹⁸.⁴ voltas

3. Įkrovimas q₁ = 5,0 μC ir krūvis q₂ = 6,0 μC. Kulono konstanta (k) = 9 x 10⁹ Nm²C^-2, 1 μC = 10^-6 C. Nustatykite elektrinį potencialą taške A!
Pembahasanas
Yra žinoma, kad:
Įkrovimas Q₁ = -5,0 μC = -5,0 x 10^-6 C
Taško A atstumas nuo Q₁ = 40 cm = 0,4 m = 4 x 10^-1 m
Įkrovimas Q₂ = 6,0 μC = 6,0 x 10^-6 C
Taško A atstumas nuo Q₂ = 50 cm = 0,5 m = 5 x 10^-1 m
Kulono konstanta (k) = 9 x 10⁹ Nm²C^-2
Paklausė: Elektrinis potencialas taške A
Jawab :

Elektrinis potencialas 1:

Elektrinis potencialas 2:

Elektrinis potencialas taške A:

V = V₁ + V₂
V = (-11,25 + 10,8) × 10⁴
V = -0,45 x 10⁴
V = -4,5 x 10³
Elektrinis potencialas taške A yra -4,5 x 10³ voltas

4. Nacionaliniai SMA/MA fizikos egzamino klausimai U-ZC-2013/2014 Nr. 28
Tuščiavidurė laidi sfera įkrauta teigiamu 500 µC elektros krūviu, kaip parodyta šiame paveikslėlyje:
Kuris iš šių teiginių yra teisingas?
A. Elektrinis potencialas taške P = 2 kartus didesnis už elektrinį potencialą taške R
B. Elektrinis potencialas taške Q yra toks pat kaip taške P.
C. Elektrinis potencialas taške T = 2 kartus didesnis už elektrinį potencialą taške Q
D. Elektrinis potencialas taške P yra toks pat kaip taške T.
E. Elektrinis potencialas taškuose P, Q ir R yra vienodas.
Pembahasanas
Tuščiavidurė laidi sfera, todėl sferos viduje nėra elektros krūvio. Pagal Gauso dėsnio taikymas, jei tuščiavidurėje sferoje nėra elektros krūvio, tai tuščiavidurėje sferoje nėra ir elektrinio lauko.

Elektrinis laukas yra susijęs su elektrinio potencialo skirtumu, kuris išreiškiamas lygtimi V _ab = E d , kur V _ab = potencialo skirtumas tarp dviejų taškų, E = elektrinis laukas ir d = atstumas tarp dviejų taškų. E = 0, taigi Vab = 0. Elektrinis laukas lygus nuliui, todėl potencialo skirtumas lygus nuliui. Nulinis potencialo skirtumas reiškia, kad tuščiavidurės sferos viduje nėra elektrinio potencialo skirtumo. Kitaip tariant, visų tuščiavidurės sferos taškų elektrinis potencialas yra vienodas. Elektrinio potencialo dydis tuščiavidurės sferos viduje yra toks pat kaip elektrinis potencialas sferos paviršiuje.

Kuo toliau nuo kamuoliuko paviršiaus, tuo mažesnis elektrinis potencialas tame taške. Tai pagrįsta elektrinio potencialo skirtumo lygtimi V _ab = k Q / r , kur r = atstumas nuo kamuoliuko centro iki taško, kurio potencialų skirtumas apskaičiuojamas . Remiantis šia lygtimi, atstumas (r) yra atvirkščiai proporcingas potencialų skirtumui (V _ab ), taigi kuo didesnis taško atstumas nuo kamuoliuko centro, tuo mažesnis elektrinio potencialo skirtumas tarp kamuoliuko centro ir to taško. Taškas R yra arčiau kamuoliuko centro, o taškas T – toliau nuo jo, todėl potencialų skirtumas tarp taško R ir kamuoliuko centro yra didesnis, o potencialų skirtumas tarp taško T ir kamuoliuko centro yra mažesnis. Kitaip tariant, elektrinis potencialas taške R yra didesnis nei elektrinis potencialas taške T.

Pastaba: reikia atskirti elektrinį potencialą nuo elektrinio potencialo skirtumo . Elektrinio potencialo apskaičiuoti negalima, o elektrinio potencialo skirtumą galima apskaičiuoti pagal formulę V _ab = k Q / r . Jei erdvėje yra elektrinis laukas, tai kiekvienas erdvės taškas turi elektrinį potencialą, o elektrinio potencialo skirtumas apskaičiuojamas palyginant du skirtingus taškus. Kitaip tariant, tame pačiame taške yra elektrinis potencialas, bet tame taške nėra elektrinio potencialo skirtumo.

Teisingi atsakymai yra B ir E.

5. Nacionaliniai SMA/MA fizikos egzamino klausimai U-ZC-2013/2014 Nr. 28
Tuščiavidurės laidžios sferos krūvis yra 4 µC, o spindulys – 10 cm, kaip parodyta paveikslėlyje. Kuris teiginys apie sferos elektrinį potencialą (V) yra teisingas?
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
Pembahasanas
Remiantis 1 klausimo paaiškinimu, V._A = V_B, V_A > V_C ir V._B > V_C.
Teisingas atsakymas yra C.