Arbeitsblatt Coulombsches Gesetz & elektrische Felder mit Lösungen

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1.Leicht
++50 nCPr = 25 cm

Bestimme den Betrag der elektrischen Feldstärke E im Abstand 25 cm von einer Punktladung von +50 nC. Use k = 8,99 × 10⁹ N·m²/C².

q = +50 nCr = 25 cm
E = N/C
2.Leicht
+q₁+q₂r

Zwei Punktladungen stoßen sich mit einer Kraft von 4 N ab. Die erste Ladung wird verdreifacht, und der Abstand zwischen den Ladungen wird halbiert. Bestimme die neue Kraft F′.

F = 4 Nq₁′ = 3·q₁r′ = 0,5·r
F′ = N
3.Mittel
++2 µC++8 µCP20 cm

Eine Ladung von +2 µC und eine Ladung von +8 µC sind 20 cm voneinander entfernt. Der Punkt P liegt auf der Verbindungslinie zwischen ihnen, 15 cm von der ersten Ladung entfernt. Bestimme den Betrag der elektrischen Feldstärke E in P.

q1 = +2 µCq2 = +8 µCr1 = 15 cmr2 = 5 cm
E = N/C
4.Mittel
−−8 µC++6 µCr = 5 cm

Zwei gleiche kleine Metallkugeln tragen Ladungen von −8 µC und +6 µC. Sie werden zusammengebracht und dann wieder in 5 cm Abstand gebracht. Bestimme den Betrag der Kraft F zwischen ihnen jetzt. Use k = 8,99 × 10⁹ N·m²/C².

q1 = −8 µCq2 = +6 µCr = 5 cm
F = N
5.Schwer
5 cm10 cm+q1​ = +8 µC+q3​ = +10 µC+q2​ = +4 µC

Drei positive Punktladungen sitzen an den Ecken eines rechtwinkligen Dreiecks: q₃ = 10 µC sitzt an der Ecke mit dem rechten Winkel, q₁ = 8 µC ist 5 cm davon entfernt entlang der einen Kathete und q₂ = 4 µC 10 cm entlang der anderen. Bestimme den Betrag der resultierenden elektrischen Kraft F auf q₃.

q1 = 8 µCq2 = 4 µCq3 = 10 µCr13 = 5 cmr23 = 10 cm
F = N
6.Schwer
+ + + + + +− − − − − −e⁻1,5 × 10⁷ m/s8 cmE = 4300 N/C

Ein Elektron tritt mit 1,5 × 10⁷ m/s parallel zu zwei parallelen Platten in das homogene Feld zwischen ihnen ein. Die Platten sind 8 cm lang, und das Feld zwischen ihnen beträgt 4300 N/C. Elektronenladung 1,602 × 10⁻¹⁹ C, Masse 9,109 × 10⁻³¹ kg; vernachlässige die Schwerkraft. Wie weit y wird es seitlich abgelenkt, wenn es die Platten verlässt? Gib das Ergebnis in mm an.

v₀ = 1,5 × 10⁷ m/sL = 8 cmE = 4300 N/Ce = 1,602 × 10⁻¹⁹ Cme = 9,109 × 10⁻³¹ kg
y = mm

Lösungsschlüssel

  1. 1. E = 7192 N/C
  2. 2. F′ = 48 N
  3. 3. E = 2,797 × 10⁷ N/C
  4. 4. F = 3,596 N
  5. 5. F = 289,9 N
  6. 6. y = 10,76 mm

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