ELEKTRİKSEL POTANSİYEL TEST ÇÖZÜMLERİ
11. sınıflar ve yks fizik dersi elektriksel potansiyel konusu. Birden fazla yükün bileşke potansiyeli ve yüklerin potansiyel farkı. Küre ve çember üzerindeki elektriksel potansiyel. Test çözümleri.
Çözüm – 1
Bir yükün kendisinden r kadar uzakta meydana getirdiği elektriksel potansiyel,
V = k. q/r formülüyle hesaplanır. Bu formül x1 noktasında q elektrik yükünden kaynaklanan elektriksel potansiyeli verir. Yani K cisminin yükleri nedeniyle x1 noktasında bir elektriksel potansiyel vardır. Bu potansiyel,
Vx1 = 12. 106 V
Doğru cevap B seçeneği.
Çözüm – 2
X noktasındaki cismin Y noktasında oluşturacağı elektriksel potansiyeli bulup bunu L cisminin yükü ile çarpabiliriz. Veya doğrudan Ep formülü kullanabiliriz.
1. Yol
K cisminin Y noktasında oluşturduğu elektriksel potansiyelin büyüklüğünü bulalım.
VK = 60 . 105 V
Şimdi bu elektriksel potansiyel ile L cisminin yükü çarpılırsa yapılan iş bulunur.
Ep = 60 . 105 . ( - 2 ) . 10-3
= - 120 . 102
= - 12 . 103 J
İşaretin ( - ) olması elektriksel kuvvetin iş yaptığını gösterir. Yükler zıt işaretli olduğu için birbirlerini çekmişlerdir.
2. Yol
| Ep = 9 . 109 . | 8.10-4 . (-2 . 10-3) |
|
| 1,2 |
= -120.102
= -12.103 J
Doğru cevap C seçeneği.
Çözüm – 3
K cisminin yükü: – 6 . 10-5 C
L cisminin yükü :+ 5 . 10-4 C
K cisminin Z noktasında oluşturduğu elektriksel potansiyel;
| VK = 9.109 . | – 6 . 10-5 |
|
| 2,4 |
= -22,5 . 104 V
L cisminin Z noktasında oluşturduğu elektriksel potansiyel,
= 75. 105 V
Bileşke elektriksel potansiyel,
VKL = 75.105 + (-2,25 .105)
= 72,75 . 105 V
Doğru cevap E seçeneği.
Çözüm – 4
K cisminin Y noktasında oluşturduğu elektriksel potansiyel,
| VY = 9.109 . | 3,6.10-5 |
|
| 0, 9 |
VY = 36 . 104 V
X cisminin Z noktasında oluşturduğu elektriksel potansiyel,
| VZ = 9.109 . | 3,6 . 10-5 |
|
| 1, 5 |
VZ = 21,6 . 104 V
Y ve Z noktaları arasındaki potansiyel fark,
VZY = (36 – 21,6).104
= 14,4 . 104
= 144 . 103 V
Doğru cevap B seçeneği.
Çözüm – 5
1. Yol K cisminin Y ve Z noktalarında oluşturduğu potansiyel farkı bulalım.
| VY = 9.109 . | 3 . 10-6 |
|
| 0, 5 |
VY = 54.103 V
| VZ = 9.109 . | 3 . 10-6 |
|
| 0, 9 |
VZ = 30 . 103 V
VZY = VY - VZ
VZY = VY – VZ = (54 – 30).103 V = 24 . 103 V
VZY = 24 . 103 V
Z noktasındaki bir cisim Y noktasına getirilirse yapılan iş,
Ep = q’.VZY formülüyle bulunur.
Cisim Z noktasından Y noktasına getirildiği için VZY eşitliğini kullanacağız.
Ep = 24 . 103 . 4 . 10-3
Ep = 96 J
2. Yol
| Ep = k. | q1.q2 | eşitliğini kullanacağız. |
| r |
L cismini sonsuzdan Z noktasına getirmek için yapılan iş,
| Ep = 9 . 109 . | 3. 10-6 . 4.10-3 |
|
| 0,9 |
Ep = 120 J
L cismini sonsuzdan Y noktasına getirmek için yapılacak iş,
| Ep2 = 9 . 109. | 3. 10-6 . 4.10-3 |
|
| 0,5 |
Ep2 = 216 J
Bu iki potansiyel enerji arasındaki fark bu iki nokta arasında yapılan işe eşittir.
ΔP = 216 – 120 = 96 j
Doğru cevap A seçeneği.
Çözüm – 6
q1 yükünün C noktasında oluşturduğu elektriksel potansiyel,
| V1 = 9.109 . | - 6 . 10-6 |
|
| 0,5 |
= - 108 . 103 V
q2 yükünün C noktasında oluşturduğu elektriksel potansiyel,
= 240 . 103 V
VT = V1 + V2
VT = (- 108 + 240) . 103
VT = 132 . 103 V
VT = 12,3 . 104 V
Doğru cevap C seçeneği.
Çözüm – 7
Öncelikle q2 yükünün x noktasına uzaklığını bulalım. Dik üçgende Pisagor teoreminden veya 6 – 8 – 10 özel üçgeninden q2 yükünün x noktasına uzaklığı 10d olarak bulunur.
Şimdi hesaplamalara geçelim, q1 yükünün x noktasındaki potansiyeli V1’dir.
Bu eşitlikten yararlanarak V2’yi de bulalım.
V2 = 0,8 . 1800 = 1440 V
Vt = V1 + V2
Vt = - 5400 + 1440 = -3960 V
Ep = q’.Vt
Ep = -2,5 . 10-3 . (- 3960)
Ep = 9900 . 10-3 J
= 9,9 J
Doğru cevap E seçeneği.
Çözüm – 8
A ve B kürelerinin K noktasındaki elektriksel potansiyelleri hesaplanırken yük kürenin merkezinde toplanmış gibi düşünülür.
Bu durumda A küresinin K noktasındaki potansiyeli,
| VA = 9.109 . | - 8 .10-7 |
|
| 0, 8 |
= -90 . 102 V
B küresinin K noktasındaki potansiyeli,
= 180 . 102 V
VA + VB = (180 – 90) . 102
= 9000 V
Bu potansiyel VK potansiyeline eşittir.
A ve B kürelerinin K noktasındaki potansiyelleri toplamı aşağıdaki gibi de bulunabilir.
A ve B kürelerinin yükleri toplamı 8 . 10-7 olduğundan,
| 9 . 109 . | 8.10-7 | = 9000 V |
| 0, 8 |
Şimdi L noktasındaki potansiyeli hesaplayalım.
L noktası A küresinin içinde kalmaktadır. Bu nedenle A küresinin L’deki potansiyeli kürenin yüzeyindeki M noktasındaki potansiyeline eşittir.
| VA2 = 9.109 . | -8 . 10-7 |
|
| 0, 4 |
= - 180 . 102 V
L noktası B küresinin yüzeyinde yer almaktadır.
| VL2 = 9.109 . | 16 . 10-7 |
|
| 0, 2 |
= 720 . 102 V
Bu iki potansiyelin toplamı,
VA2 + VB2 = (720 – 180) . 102
= 540 . 102 V
Bu potansiyel VL potansiyelidir.
= 6
Doğru cevap A seçeneği.
Çözüm – 9
q2 yükünün çemberin merkezinde oluşturduğu potansiyel,
Bu eşitlikten yararlanarak diğer yüklerin gerilimini de bulabiliriz.
= - 3 . 15 = - 45 V
= 30 V
Bu yüklerin çemberin merkezinde oluşturduğu toplam potansiyel,
VT = V1 + V2 + V3 = 60 – 45 + 30
= 45 V
Doğru cevap C seçeneği.
Çözüm – 10
Elektriksel potansiyel enerji,
ΔPe = q. VAB formülü ile bulunuyordu. Bu formülü soruya uygularsak,
ΔPe = q. VLK
ΔPe = 5 . 10-2 . (380 – 220)
= 5.10-2 . 160
= 800 . 10-2
= 8 J
Doğru cevap B seçeneği.
Elektriksel Potansiyel Test Soruları
Elektriksel Potansiyel Fark Konu Anlatımı
Elektriksel Alan Çözümlü Sorular
SANATSAL BİLGİ
28/02/2018