Električna potencialna energija – problemi in rešitve

1. Elektron se pospeši iz mirovanja zaradi potencialne razlike 12 V. Kakšna je sprememba električne potencialne energije elektrona?

Znano:

Naboj elektrona (e) = -1.60 x ^10⁻¹⁶ Coulombov naboj

Električni potencial = napetost (V) = 12 voltov

Iščemo: Spremembo električne potencialne energije elektrona (ΔPE)

Rešitev:

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

Znak minus pomeni, da se potencialna energija zmanjšuje.

[irp]

2. Dve vzporedni plošči sta nabiti. Razdalja med ploščama je 2 cm, jakost električnega polja med ploščama pa 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

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

Naboj protona = +1.60 x ^10⁻¹⁴ Coulombov

Iščemo: Spremembo 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 10⁻¹⁴ ^C )(10 V)

ΔPE = 16 x ^10⁻¹⁵ Joula

ΔPE = 1.6 x ^{10⁻¹ 8} Joulov

[irp]

3. Dva točkovna naboja sta oddaljena 10 cm. Naboj v točki A = +9 μC in naboj v točki B = -4 μC. k = 9 x 10 ⁹ Nm ² C ⁻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

Naboj B (q1 ₎ = -4 μC = -4 x 10−6 ^C

k = 9 x ^10⁻⁹ Nm² C ^{− 2}

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

Iščemo: Spremembo električne potencialne energije (ΔEP)

Rešitev: