Arbeitsblatt Coulombsches Gesetz & elektrische Felder mit Lösungen

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1.Leicht
++10 µC++3 µCr = ?

Punktladungen von +10 µC und +3 µC üben eine Kraft von 1 N aufeinander aus. Wie weit r sind sie voneinander entfernt? Gib das Ergebnis in cm an. Use k = 8,99 × 10⁹ N·m²/C².

q1 = +10 µCq2 = +3 µCF = 1 N
r = cm
2.Leicht
+ + + + + +− − − − − −e⁻E = 2300 N/C

Ein Proton (Ladung 1,602 × 10⁻¹⁹ C, Masse 1,673 × 10⁻²⁷ kg) befindet sich in einem homogenen elektrischen Feld von 2300 N/C. Bestimme unter Vernachlässigung der Schwerkraft den Betrag seiner Beschleunigung a.

E = 2300 N/C|q| = 1,602 × 10⁻¹⁹ Cm = 1,673 × 10⁻²⁷ kg
a = m/s²
3.Mittel
++6 µC−−8 µCP60 cm

Eine Ladung von +6 µC und eine Ladung von −8 µC sind 60 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 = +6 µCq2 = −8 µCr1 = 15 cmr2 = 45 cm
E = N/C
4.Mittel
++8 µC++1 µCP40 cm

Eine Ladung von +8 µC und eine Ladung von +1 µC sind 40 cm voneinander entfernt. Der Punkt P liegt auf der Verbindungslinie zwischen ihnen, 20 cm von der ersten Ladung entfernt. Bestimme den Betrag der elektrischen Feldstärke E in P.

q1 = +8 µCq2 = +1 µCr1 = 20 cmr2 = 20 cm
E = N/C
5.Schwer
10 cm6 cm+q1​ = +6 µC+q3​ = +8 µC+q2​ = +4 µC

Drei positive Punktladungen sitzen an den Ecken eines rechtwinkligen Dreiecks: q₃ = 8 µC sitzt an der Ecke mit dem rechten Winkel, q₁ = 6 µC ist 10 cm davon entfernt entlang der einen Kathete und q₂ = 4 µC 6 cm entlang der anderen. Bestimme den Betrag der resultierenden elektrischen Kraft F auf q₃.

q1 = 6 µCq2 = 4 µCq3 = 8 µCr13 = 10 cmr23 = 6 cm
F = N
6.Schwer
+ + + + + +− − − − − −e⁻2 × 10⁷ m/s10 cmE = 500 N/C

Ein Elektron tritt mit 2 × 10⁷ m/s parallel zu zwei parallelen Platten in das homogene Feld zwischen ihnen ein. Die Platten sind 10 cm lang, und das Feld zwischen ihnen beträgt 500 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 = 2 × 10⁷ m/sL = 10 cmE = 500 N/Ce = 1,602 × 10⁻¹⁹ Cme = 9,109 × 10⁻³¹ kg
y = mm

Lösungsschlüssel

  1. 1. r = 51,93 cm
  2. 2. a = 2,202 × 10¹¹ m/s²
  3. 3. E = 2,752 × 10⁶ N/C
  4. 4. E = 1,573 × 10⁶ N/C
  5. 5. F = 90,82 N
  6. 6. y = 1,099 mm

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