Električna potencialna energija – problemi in rešitve

1. Elektron se pospeši iz mirovanja zaradi potencialne razlike 12 V. Kakšna je sprememba v električna potencialna energija elektrona?

Znano:

Naš naboj na elektronu (e) = -1.60 x 10^-19 Coulomb

Električni potencial = Napetost (V) = 12 volti

Zaželeno: Sprememba električne potencialne energije elektrona (ΔPE)

Rešitev:

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

Znak minus pomeni, da se potencialna energija zmanjšuje.

2. Dve vzporedni plošči sta nabiti. Razdalja med ploščama je 2 cm, velikost naboja pa je električno polje med ploščama je 500 voltov/meter. Kolikšna je sprememba potencialne energije protona, ko ga pospešimo s pozitivno nabite plošče na negativno nabito ploščo?

Znano:

Velikost električnega polja med ploščama (E) = 500 voltov/meter

Naš razdalja med ploščama (s) = 2 cm = 0,02 m

Naboj protona = +1.60 x 10^-19 Coulomb

Išče se: Sprememba električne potencialne energije (ΔPE)

Rešitev:

Električni potencial:

V = E s

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

V = 10 voltov

Sprememba električne potencialne energije:

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. Dva točkovna naboja sta oddaljena 10 cm. Naboj na točki A =+9 μC in naboj na točki B = -4 μC. k = 9 x 10⁹ Nm²C^-2, 1 μC = 10^-6 C. Kolikšna je sprememba električne potencialne energije naboja v točki B, če ga pospešimo do točke A?

Znano:

Naboj A (q₁) = +9 μC = +9 x 10^-6 C

Brezžični polnilci B (q₁) = -4 μC = -4 x 10^-6 C

k = 9 x 10⁹ Nm²C^-2

Razdalja med nabojema A in B (r) = 10 cm = 0.1 m = 10^-1 m

Išče se: Sprememba električne potencialne energije (ΔEP)

Rešitev: