Elektrik Potansiyeli Örneği

Elektrik Potansiyeli ile İlgili 5 Soru Örneği

1. Belirleyin elektrik potansiyeli q = 5,0 μC yükünden 1 cm uzaklıktaki bir noktada. Coulomb sabiti (k) = 9 x 10⁻¹⁹⁹ Nm²C^-21 μC = 10^-6 C.
Pembahasan
Şunlar bilinmektedir:
Yükten uzaklık (r) = 1 cm = 1/100 m = 0,01 m = 10^-2 m
Yük (q) = 5,0 μC = 5,0 x 10^-6 kulomb
Soruldu: Elektrik potansiyeli (V)
Cevap :

Elektrik potansiyeli:

Elektrik potansiyeli 4,5 x 10⁶ ^Volt'tur.

2. Q'yu Yükle₁ = 5,0 μC ve yük Q₂ = 6,0 μC. Coulomb sabiti (k) = 9 x 10⁹ Nm²C^-21 μC = 10^-6 C. A noktası ikisinin ortasındadır. muatanA noktasındaki elektrik potansiyelini belirleyin!
Pembahasan
Şunlar bilinmektedir:
Q'yu şarj et₁ = -5,0 μC = -5,0 x 10^-6 C
A noktasının Q noktasından uzaklığı₁ = 10 cm = 0,1 m = 10^-1 m
Q'yu şarj et₂ = 6,0 μC = 6,0 x 10^-6 C
A noktasının Q noktasından uzaklığı₂ = 10 cm = 0,1 m = 10^-1 m
Coulomb sabiti (k) = 9 x 10⁹ Nm²C^-2
Soruldu: A noktasındaki elektrik potansiyeli
Cevap :

Elektrik potansiyeli 1:

Elektrik potansiyeli 2:

A noktasındaki elektrik potansiyeli:

V = V₂ - V₁
V = (54 – 45) x 10⁴
V = 9 x 10⁴
A noktasındaki elektrik potansiyeli 9 x 10'dur.⁴ Volt

3. q yükünü yükleyin.₁ = 5,0 μC ve yük q₂ = 6,0 μC. Coulomb sabiti (k) = 9 x 10⁹ Nm²C^-21 μC = 10^-6 C. A noktasındaki elektrik potansiyelini belirleyin!
Pembahasan
Şunlar bilinmektedir:
Q'yu şarj et₁ = -5,0 μC = -5,0 x 10^-6 C
A noktasının Q noktasından uzaklığı₁ = 40 cm = 0,4 m = 4 x 10^-1 m
Q'yu şarj et₂ = 6,0 μC = 6,0 x 10^-6 C
A noktasının Q noktasından uzaklığı₂ = 50 cm = 0,5 m = 5 x 10^-1 m
Coulomb sabiti (k) = 9 x 10⁹ Nm²C^-2
Soruldu: A noktasındaki elektrik potansiyeli
Cevap :

Elektrik potansiyeli 1:

Elektrik potansiyeli 2:

A noktasındaki elektrik potansiyeli:

V = V₁ + V₂
V = (-11,25 + 10,8) x 10⁴
V = -0,45 x 10⁴
V = -4,5 x 10³
A noktasındaki elektrik potansiyeli -4,5 x 10'dur.³ Volt

4. Lise/Yüksek Lisans Fizik Ulusal Sınav Soruları U-ZC-2013/2014 No. 28
Aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi, içi boş iletken bir küreye 500 µC'luk pozitif bir elektrik yükü yüklenmiştir:
Aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?
A. P noktasındaki elektrik potansiyeli, R noktasındaki elektrik potansiyelinin 2 katına eşittir.
B. Q noktasındaki elektrik potansiyeli, P noktasındaki elektrik potansiyeliyle aynıdır.
C. T noktasındaki elektrik potansiyeli, Q noktasındaki elektrik potansiyelinin 2 katına eşittir.
D. P noktasındaki elektrik potansiyeli, T noktasındaki elektrik potansiyeliyle aynıdır.
E. P, Q ve R noktalarındaki elektrik potansiyeli aynıdır.
Pembahasan
İçi boş iletken bir küre olduğundan, kürenin içinde elektrik yükü yoktur. Buna göre Gauss yasasının uygulanmasıEğer içi boş kürede elektrik yükü yoksa, içi boş kürede elektrik alanı da yoktur.

Elektrik alanı, _Vab = Ed denklemiyle ifade edilen elektrik potansiyel farkıyla ilişkilidir ; burada _Vab iki nokta arasındaki potansiyel farkı, E elektrik alanı ve d iki nokta arasındaki mesafedir. E = 0 olduğundan Vab = 0'dır. Elektrik alanı sıfır olduğundan potansiyel farkı da sıfırdır. Sıfır potansiyel farkı, içi boş kürenin içinde elektrik potansiyel farkı olmadığı anlamına gelir. Başka bir deyişle, içi boş kürenin içindeki tüm noktaların elektrik potansiyeli aynıdır. İçi boş kürenin içindeki elektrik potansiyelinin büyüklüğü, kürenin yüzeyindeki elektrik potansiyeliyle aynıdır.

Topun yüzeyinden ne kadar uzaklaşılırsa, o noktadaki elektrik potansiyeli o kadar küçük olur. Bu, elektrik potansiyel farkının V _ab = k Q / r denklemine dayanmaktadır ; burada r, topun merkezinden potansiyel farkı hesaplanan noktaya olan mesafedir . Bu denkleme göre, mesafe (r) potansiyel farkıyla (V _ab ) ters orantılıdır , bu nedenle bir noktanın topun merkezinden uzaklığı ne kadar büyükse, topun merkezi ile o nokta arasındaki elektrik potansiyel farkı o kadar küçük olur. R noktası topun merkezine daha yakınken, T noktası topun merkezinden daha uzaktır, bu nedenle R noktası ile topun merkezi arasındaki potansiyel farkı daha büyük, T noktası ile topun merkezi arasındaki potansiyel farkı ise daha küçüktür. Başka bir deyişle, R noktasındaki elektrik potansiyeli, T noktasındaki elektrik potansiyelinden daha büyüktür.

Not: Elektrik potansiyeli ile elektrik potansiyel farkı arasındaki farkı açıklayın . Elektrik potansiyeli hesaplanamazken, elektrik potansiyel farkı V _ab = k Q / r formülü kullanılarak hesaplanabilir . Bir uzayda elektrik alanı varsa, uzaydaki her noktanın bir elektrik potansiyeli vardır; elektrik potansiyel farkı ise iki farklı nokta karşılaştırılarak hesaplanır. Başka bir deyişle, aynı noktada elektrik potansiyeli vardır ancak o noktada elektrik potansiyel farkı yoktur.

Doğru cevaplar B ve E'dir.

5. Lise/Yüksek Lisans Fizik Ulusal Sınav Soruları U-ZC-2013/2014 No. 28
Şekilde gösterildiği gibi, içi boş iletken bir kürenin yükü 4 µC ve yarıçapı 10 cm'dir. Küre üzerindeki elektrik potansiyeli (V) hakkında hangi ifade doğrudur?
A. V_A > V_B
B.V._B > V_A
ÖZGEÇMİŞ_A = V_B
D.V_A <V_C
E.V_B <V_C
Pembahasan
1 numaralı sorudaki açıklamaya göre, V_A = V_B, V_A > V_C ve V_B > V_C.
Doğru cevap C şıkkıdır.