Arbeitsblatt Coulombsches Gesetz & elektrische Felder mit Lösungen

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1.Leicht
+ + + + + +− − − − − −e⁻E = 4300 N/C

Ein Proton (Ladung 1,602 × 10⁻¹⁹ C, Masse 1,673 × 10⁻²⁷ kg) befindet sich in einem homogenen elektrischen Feld von 4300 N/C. Bestimme unter Vernachlässigung der Schwerkraft den Betrag seiner Beschleunigung a.

E = 4300 N/C|q| = 1,602 × 10⁻¹⁹ Cm = 1,673 × 10⁻²⁷ kg
a = m/s²
2.Leicht
++8 µC++1 µCr = ?

Punktladungen von +8 µC und +1 µC üben eine Kraft von 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 = +8 µCq2 = +1 µCF = 5 N
r = cm
3.Mittel
++1 µC++1 µCP10 cm

Eine Ladung von +1 µC und eine Ladung von +1 µC sind 10 cm voneinander entfernt. Der Punkt P liegt auf der Verbindungslinie zwischen ihnen, 4 cm von der ersten Ladung entfernt. Bestimme den Betrag der elektrischen Feldstärke E in P.

q1 = +1 µCq2 = +1 µCr1 = 4 cmr2 = 6 cm
E = N/C
4.Mittel
++2 µC++2 µC++10 µC2,5 cm + 7,5 cm

Drei Punktladungen liegen auf einer Geraden: +2 µC links, +10 µC rechts im Abstand 10 cm und +2 µC dazwischen, 2,5 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 = +2 µCqR = +10 µCqM = +2 µCrL = 2,5 cmrR = 7,5 cm
F = N
5.Schwer
4 cm4 cm+q1​ = +2 µC+q3​ = +6 µC+q2​ = +4 µC

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

q1 = 2 µCq2 = 4 µCq3 = 6 µCr13 = 4 cmr23 = 4 cm
F = N
6.Schwer
3 cm8 cm+q1​ = +8 µC+q3​ = +6 µC+q2​ = +10 µC

Drei positive Punktladungen sitzen an den Ecken eines rechtwinkligen Dreiecks: q₃ = 6 µC sitzt an der Ecke mit dem rechten Winkel, q₁ = 8 µC ist 3 cm davon entfernt entlang der einen Kathete und q₂ = 10 µC 8 cm entlang der anderen. Bestimme den Betrag der resultierenden elektrischen Kraft F auf q₃.

q1 = 8 µCq2 = 10 µCq3 = 6 µCr13 = 3 cmr23 = 8 cm
F = N

Lösungsschlüssel

  1. 1. a = 4,118 × 10¹¹ m/s²
  2. 2. r = 11,99 cm
  3. 3. E = 3,122 × 10⁶ N/C
  4. 4. F = 25,57 N
  5. 5. F = 150,8 N
  6. 6. F = 486,8 N

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