Tenaga keupayaan elektrik – masalah dan penyelesaian

1. Sebuah elektron dipecutkan dari keadaan pegun melalui beza keupayaan 12 V. Berapakah perubahan dalam tenaga keupayaan elektrik elektron itu?

Diketahui:

. caj pada elektron (e) = -1.60 x 10^-19 Coulomb

Potensi elektrik = voltan (V) = 12 Volt

Dikehendaki: Perubahan tenaga keupayaan elektrik elektron (ΔPE)

Penyelesaian:

ΔPE = q V = (-1.60 x 10^-19 C)(12 V) = -19.2 x 10^-19 Joule

Tanda tolak menunjukkan bahawa tenaga keupayaan berkurangan.

2. Dua plat selari bercas. Jarak antara plat ialah 2 cm dan magnitud medan elektrik antara plat ialah 500 Volt/meter. Apakah perubahan tenaga keupayaan proton apabila dipecutkan dari plat bercas positif ke plat bercas negatif.

Diketahui:

Magnitud medan elektrik antara plat (E) = 500 Volt/meter

. jarak antara plat (s) = 2 cm = 0,02 m

Cas pada proton = +1.60 x 10^-19 Coulomb

Dikehendaki: Perubahan tenaga keupayaan elektrik (ΔPE)

Penyelesaian:

Potensi elektrik:

V = E s

V = (500 Volt/m)(0.02 m)

V = 10 Volt

Perubahan tenaga keupayaan elektrik:

ΔPE = qV

ΔPE = (1,60 x 10^-19 C)(10 V)

ΔPE = 16 x 10^-19 Joule

ΔPE = 1.6 x 10^-18 Joule

3. Dua cas titik dipisahkan oleh jarak 10 cm. Cas pada titik A =+9 µC dan cas pada titik B = -4 μC. k = 9 x 10⁹ Nm²C^-2, 1 µC = 10^-6 C. Apakah perubahan tenaga keupayaan elektrik cas pada titik B jika dipercepatkan ke titik A?

Diketahui:

Cas A (q₁) = +9 µC = +9 x 10^-6 C

Caj B (q₁) = -4 µC = -4 x 10^-6 C

k = 9 x 10⁹ Nm²C^-2

Jarak antara cas A dan B (r) = 10 cm = 0.1 m = 10^-1 m

Dikehendaki: Perubahan tenaga keupayaan elektrik (ΔEP)

Penyelesaian: