Problem 13.85
หัวข้อ: พลังงานศักย์ไฟฟ้าและความต่างศักย์ไฟฟ้า (Electric Potential Energy and Electric Potential)
จากรูปด้านล่าง จงหา 15.0 cm -5.00 μC 5.00 cm +2.00 μC a) ศักย์ไฟฟ้าที่จุด A และ B? b) งานในการย้ายจุดประจุ +3.00 μC จากจุด A ไปยังจุด B? c) พลังงานศักย์ไฟฟ้าของระบบประจุทั้งสาม (+3.00 μC อยู่ที่จุด B)?
คำตอบ
\(U = -2.91 J \;\blacksquare\)
\(U = -2.91 J \;\blacksquare\)
ดูวิธีทำ
a) จาก \(V_{A}=\frac{k(+2.00 \mu C)}{5.00 cm}+\frac{k(-5.00 \mu C)}{15.0 cm}= 59.9 kV \;\blacksquare\)
และ \(V_{B}=\frac{k(+2.00 \mu C)}{15.0 cm}+\frac{k(-5.00 \mu C)}{5.00 cm}= -779 kV \;\blacksquare\)
b) จาก \(W = qΔV\)
\(W = q(V_{B}- V_{A})\)
\(W = (+3.00 \mu C)((-779 kV) - (59.9 kV))\)
\(W = -2.52 J \;\blacksquare\)
c) จาก \(U = \frac{k(+2.00 \mu C)(-5.00 \mu C)}{(5.00 cm)^{2} + (15.0 cm)^{2}}\)
\(+\frac{k(-5.00 \mu C)(+3.00 \mu C)}{5.00 cm}+\frac{k(+3.00 \mu C)(+2.00 \mu C)}{15.0 cm}\)
\(U = -2.91 J \;\blacksquare\)