Arbeitsblatt Coulombsches Gesetz & elektrische Felder mit Lösungen

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1.Leicht
+q₁+q₂r

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

F = 14 Nq₁′ = 3·q₁r′ = 2·r
F′ = N
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
++8 µC−−1 µCP30 cm

Eine Ladung von +8 µC und eine Ladung von −1 µC sind 30 cm voneinander entfernt. Der Punkt P liegt auf der Verbindungslinie zwischen ihnen, 18 cm von der ersten Ladung entfernt. Bestimme den Betrag der elektrischen Feldstärke E in P.

q1 = +8 µCq2 = −1 µCr1 = 18 cmr2 = 12 cm
E = N/C
4.Mittel
++6 µC−−3 µCP50 cm

Eine Ladung von +6 µC und eine Ladung von −3 µC sind 50 cm voneinander entfernt. Der Punkt P liegt auf der Verbindungslinie zwischen ihnen, 37,5 cm von der ersten Ladung entfernt. Bestimme den Betrag der elektrischen Feldstärke E in P.

q1 = +6 µCq2 = −3 µCr1 = 37,5 cmr2 = 12,5 cm
E = N/C
5.Schwer
+ + + + + +− − − − − −e⁻2,5 × 10⁷ m/s6 cmE = 2000 N/C

Ein Elektron tritt mit 2,5 × 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 2000 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 = 2,5 × 10⁷ m/sL = 6 cmE = 2000 N/Ce = 1,602 × 10⁻¹⁹ Cme = 9,109 × 10⁻³¹ kg
y = mm
6.Schwer
5 cm10 cm+q1​ = +5 µC+q3​ = +3 µC+q2​ = +1 µC

Drei positive Punktladungen sitzen an den Ecken eines rechtwinkligen Dreiecks: q₃ = 3 µC sitzt an der Ecke mit dem rechten Winkel, q₁ = 5 µC ist 5 cm davon entfernt entlang der einen Kathete und q₂ = 1 µC 10 cm entlang der anderen. Bestimme den Betrag der resultierenden elektrischen Kraft F auf q₃.

q1 = 5 µCq2 = 1 µCq3 = 3 µCr13 = 5 cmr23 = 10 cm
F = N

Lösungsschlüssel

  1. 1. F′ = 10,5 N
  2. 2. E = 8,99 × 10⁶ N/C
  3. 3. E = 2,844 × 10⁶ N/C
  4. 4. E = 2,11 × 10⁶ N/C
  5. 5. y = 1,013 mm
  6. 6. F = 54,01 N

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