Arbeitsblatt Coulombsches Gesetz & elektrische Felder mit Lösungen

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Name: ____________________   Datum: ____________

1.Leicht
+q₁+q₂r

Zwei Punktladungen stoßen sich mit einer Kraft von 14 N ab. Die erste Ladung wird verdoppelt, und der Abstand zwischen den Ladungen wird vervierfacht. Bestimme die neue Kraft F′.

F = 14 Nq₁′ = 2·q₁r′ = 4·r
F′ = N
2.Leicht
+ + + + + +− − − − − −e⁻E = 1600 N/C

Ein Proton (Ladung 1,602 × 10⁻¹⁹ C, Masse 1,673 × 10⁻²⁷ kg) befindet sich in einem homogenen elektrischen Feld von 1600 N/C. Bestimme unter Vernachlässigung der Schwerkraft den Betrag seiner Beschleunigung a.

E = 1600 N/C|q| = 1,602 × 10⁻¹⁹ Cm = 1,673 × 10⁻²⁷ kg
a = m/s²
3.Mittel
++1 µC−−6 µCP60 cm

Eine Ladung von +1 µC und eine Ladung von −6 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 = +1 µCq2 = −6 µCr1 = 15 cmr2 = 45 cm
E = N/C
4.Mittel
++1 µC++2 µCE = 060 cm

Ladungen von +1 µC und +2 µC sind 60 cm voneinander entfernt. In welchem Abstand x von der Ladung +1 µC ist das elektrische Feld auf der Verbindungslinie null?

q1 = +1 µCq2 = +2 µCd = 60 cm
x = cm
5.Schwer
+ + + + + +− − − − − −e⁻4 × 10⁷ m/s6 cmE = 2800 N/C

Ein Elektron tritt mit 4 × 10⁷ m/s parallel zu zwei parallelen Platten in das homogene Feld zwischen ihnen ein. Die Platten sind 6 cm lang, und das Feld zwischen ihnen beträgt 2800 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 = 4 × 10⁷ m/sL = 6 cmE = 2800 N/Ce = 1,602 × 10⁻¹⁹ Cme = 9,109 × 10⁻³¹ kg
y = mm
6.Schwer
5 cm4 cm+q1​ = +6 µC+q3​ = +2 µC+q2​ = +6 µC

Drei positive Punktladungen sitzen an den Ecken eines rechtwinkligen Dreiecks: q₃ = 2 µC sitzt an der Ecke mit dem rechten Winkel, q₁ = 6 µC ist 5 cm davon entfernt entlang der einen Kathete und q₂ = 6 µC 4 cm entlang der anderen. Bestimme den Betrag der resultierenden elektrischen Kraft F auf q₃.

q1 = 6 µCq2 = 6 µCq3 = 2 µCr13 = 5 cmr23 = 4 cm
F = N

Lösungsschlüssel

  1. 1. F′ = 1,75 N
  2. 2. a = 1,532 × 10¹¹ m/s²
  3. 3. E = 665926 N/C
  4. 4. x = 24,85 cm
  5. 5. y = 0,554 mm
  6. 6. F = 80,05 N

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