Arbeitsblatt Coulombsches Gesetz & elektrische Felder mit Lösungen

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1.Leicht
+ + + + + +− − − − − −e⁻E = 200 N/C

Ein Elektron (Ladung −1,602 × 10⁻¹⁹ C, Masse 9,109 × 10⁻³¹ kg) befindet sich in einem homogenen elektrischen Feld von 200 N/C. Bestimme unter Vernachlässigung der Schwerkraft den Betrag seiner Beschleunigung a.

E = 200 N/C|q| = 1,602 × 10⁻¹⁹ Cm = 9,109 × 10⁻³¹ kg
a = m/s²
2.Leicht
++10 µC++8 µCr = ?

Punktladungen von +10 µC und +8 µC üben eine Kraft von 0,5 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 = +8 µCF = 0,5 N
r = cm
3.Mittel
−−6 µC++8 µC++1 µC7,5 cm + 22,5 cm

Drei Punktladungen liegen auf einer Geraden: −6 µC links, +1 µC rechts im Abstand 30 cm und +8 µC dazwischen, 7,5 cm von der linken Ladung entfernt. Bestimme den Betrag der resultierenden elektrischen Kraft F auf die mittlere Ladung. Use k = 8,99 × 10⁹ N·m²/C².

qL = −6 µCqR = +1 µCqM = +8 µCrL = 7,5 cmrR = 22,5 cm
F = N
4.Mittel
++1 µC++10 µCE = 010 cm

Ladungen von +1 µC und +10 µC sind 10 cm voneinander entfernt. In welchem Abstand x von der Ladung +1 µC ist das elektrische Feld auf der Verbindungslinie null?

q1 = +1 µCq2 = +10 µCd = 10 cm
x = cm
5.Schwer
6 cm8 cm+q1​ = +2 µC+q3​ = +8 µC+q2​ = +2 µC

Drei positive Punktladungen sitzen an den Ecken eines rechtwinkligen Dreiecks: q₃ = 8 µC sitzt an der Ecke mit dem rechten Winkel, q₁ = 2 µC ist 6 cm davon entfernt entlang der einen Kathete und q₂ = 2 µC 8 cm entlang der anderen. Bestimme den Betrag der resultierenden elektrischen Kraft F auf q₃.

q1 = 2 µCq2 = 2 µCq3 = 8 µCr13 = 6 cmr23 = 8 cm
F = N
6.Schwer
L = 20 cm15°qq

Zwei gleiche kleine Kugeln mit je 10 g hängen an isolierenden Fäden von 20 cm Länge am selben Punkt. Sie erhalten gleiche Ladungen, und jeder Faden stellt sich unter 15° gegen die Vertikale ein. Verwende g = 9,81 m/s². Bestimme die Ladung q jeder Kugel in nC. Use k = 8,99 × 10⁹ N·m²/C².

m = 10 gL = 20 cmθ = 15°g = 9,81 m/s²
q = nC

Lösungsschlüssel

  1. 1. a = 3,517 × 10¹³ m/s²
  2. 2. r = 119,9 cm
  3. 3. F = 78,14 N
  4. 4. x = 2,403 cm
  5. 5. F = 45,84 N
  6. 6. q = 177 nC

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