Arbeitsblatt Coulombsches Gesetz & elektrische Felder mit Lösungen

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1.Leicht
+ + + + + +− − − − − −e⁻E = 3000 N/C

Ein Elektron (Ladung −1,602 × 10⁻¹⁹ C, Masse 9,109 × 10⁻³¹ kg) befindet sich in einem homogenen elektrischen Feld von 3000 N/C. Bestimme unter Vernachlässigung der Schwerkraft den Betrag seiner Beschleunigung a.

E = 3000 N/C|q| = 1,602 × 10⁻¹⁹ Cm = 9,109 × 10⁻³¹ kg
a = m/s²
2.Leicht
−−10 µCPr = 10 cm

Bestimme den Betrag der elektrischen Feldstärke E im Abstand 10 cm von einer Punktladung von −10 µC. Use k = 8,99 × 10⁹ N·m²/C².

q = −10 µCr = 10 cm
E = N/C
3.Mittel
++2 µC++3 µCE = 050 cm

Ladungen von +2 µC und +3 µC sind 50 cm voneinander entfernt. In welchem Abstand x von der Ladung +2 µC ist das elektrische Feld auf der Verbindungslinie null?

q1 = +2 µCq2 = +3 µCd = 50 cm
x = cm
4.Mittel
−−4 µC++6 µCr = 20 cm

Zwei gleiche kleine Metallkugeln tragen Ladungen von −4 µC und +6 µC. Sie werden zusammengebracht und dann wieder in 20 cm Abstand gebracht. Bestimme den Betrag der Kraft F zwischen ihnen jetzt. Use k = 8,99 × 10⁹ N·m²/C².

q1 = −4 µCq2 = +6 µCr = 20 cm
F = N
5.Schwer
+ + + + + +− − − − − −e⁻1 × 10⁷ m/s6 cmE = 2500 N/C

Ein Elektron tritt mit 1 × 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 2500 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 × 10⁷ m/sL = 6 cmE = 2500 N/Ce = 1,602 × 10⁻¹⁹ Cme = 9,109 × 10⁻³¹ kg
y = mm
6.Schwer
++P2 × 8 cm8 cm+1 µC+1 µC

Ladungen von +1 µC und +1 µC sind 16 cm voneinander entfernt. Punkt P liegt 8 cm vom Mittelpunkt zwischen ihnen entfernt auf der Mittelsenkrechten. Bestimme den Betrag der elektrischen Feldstärke E in P. Use k = 8,99 × 10⁹ N·m²/C².

q1 = +1 µCq2 = +1 µCd = 16 cmh = 8 cm
E = N/C

Lösungsschlüssel

  1. 1. a = 5,276 × 10¹⁴ m/s²
  2. 2. E = 8,99 × 10⁶ N/C
  3. 3. x = 22,47 cm
  4. 4. F = 0,2247 N
  5. 5. y = 7,914 mm
  6. 6. E = 993264 N/C

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