Электрическая потенциальная энергия – проблемы и решения

1. Электрон ускоряется из состояния покоя под действием разности потенциалов 12 В. Каково изменение электрической потенциальной энергии электрона?

Известно:

Заряд электрона (e) = -1.60 × ^10⁻¹⁹ Кулона

Электрический потенциал = напряжение (В) = 12 вольт

Требуется: Изменение электрической потенциальной энергии электрона (ΔPE)

решение:

ΔPE = q V = (-1.60 x 10⁻¹⁹ ^Кл )(12 В) = -19.2 x ^10⁻¹⁹ Джоулей

Знак минус указывает на уменьшение потенциальной энергии.

2. Две параллельные пластины заряжены. Расстояние между пластинами составляет 2 см, а величина электрического поля между пластинами равна 500 Вольт/метр. Каково изменение потенциальной энергии протона при ускорении от положительно заряженной пластины к отрицательно заряженной пластине?

Известно:

Величина электрического поля между пластинами (E) = 500 Вольт/метр

Расстояние между пластинами (s) = 2 см = 0,02 м

Заряд протона равен +1.60 x 10⁻¹⁹ ^{кулонов}.

Требуется: Изменение электрической потенциальной энергии (ΔPE)

решение:

Электрический потенциал:

V = E s

В = (500 Вольт/м)(0.02 м)

В = 10 Вольт

Изменение электрической потенциальной энергии:

ΔPE = q V

ΔPE = (1,60 x 10⁻¹⁹ ^Кл )(10 В)

ΔPE = 16 x ^10⁻¹⁹ Джоулей

ΔPE = 1.6 x ^{10⁻¹⁸ Джоулей}

3. Два точечных заряда разделены расстоянием 10 см. Заряд в точке А = +9 мкКл ^, а заряд в точке В = -4 мкКл. k = 9 x 10⁹ ^Нм² Кл⁻² ^, 1 мкКл = 10⁻⁶ ^Кл . Каково изменение электрической потенциальной энергии заряда в точке В, если его ускорить до точки А?

Известно:

Заряд A (q ₁ ) = +9 мкКл = +9 x 10 ⁻⁶ Кл

Заряд B (q ₁ ) = -4 мкКл = -4 x 10 ⁻⁶ Кл

^k = 9 x ^10⁹ Нм² ^С⁻²

Расстояние между зарядами А и В (r) = 10 см = 0.1 м = ^10⁻¹ м

Требуется: Изменение электрической потенциальной энергии (ΔEP)

решение: