Elektrische potentiële energie – problemen en oplossingen

1. Een elektron wordt vanuit rust versneld door een potentiaalverschil van 12 V. Wat is de verandering in elektrische potentiële energie van het elektron?

Bekend:

De lading van een elektron (e) = -1.60 x ^10⁻¹⁹ Coulomb

Elektrische potentiaal = spanning (V) = 12 Volt

Gevraagd: De verandering in elektrische potentiële energie van het elektron (ΔPE)

oplossing:

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

Het minteken geeft aan dat de potentiële energie afneemt.

[irp]

2. Twee parallelle platen zijn geladen. De afstand tussen de platen is 2 cm en de grootte van het elektrische veld tussen de platen is 500 Volt/meter. Wat is de verandering in potentiële energie van het proton wanneer het versneld wordt van de positief geladen plaat naar de negatief geladen plaat?

Bekend:

De grootte van het elektrische veld tussen de platen (E) = 500 Volt/meter

De afstand tussen de platen (s) = 2 cm = 0,02 m

De lading van een proton = +1.60 x ^10⁻¹⁹ Coulomb

Gevraagd: De verandering in elektrische potentiële energie (ΔPE)

oplossing:

Elektrische potentiaal:

V = E s

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

V = 10 Volt

De verandering in elektrische potentiële energie:

ΔPE = q V

ΔPE = (1,60 x ^10⁻¹⁹ C)(10 V)

ΔPE = 16 x ^10⁻¹⁹ Joule

ΔPE = 1.6 x ^{10⁻¹⁸ Joule}

[irp]

3. Twee puntladingen bevinden zich op een afstand van 10 cm van elkaar. De lading op punt A is +9 μC en de lading op punt B is -4 μC. k = 9 x 10⁹ ^Nm²C⁻² , 1 μC = 10⁻⁶ ^C. Wat is de verandering in elektrische potentiële energie van de lading op punt B als deze versneld wordt naar punt ^A?

Bekend:

Lading A (q ₁ ) = +9 μC = +9 x 10 ⁻⁶ C

Lading B (q ₁ ) = -4 μC = -4 x 10 ⁻⁶ C

k = 9 x 10 ⁹ Nm ² C ⁻²

De afstand tussen ladingen A en B (r) = 10 cm = 0.1 m = ^10⁻¹ m

Gevraagd: De verandering in elektrische potentiële energie (ΔEP)

oplossing: