Arbeitsblatt Coulombsches Gesetz & elektrische Felder mit Lösungen

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1.Leicht
++5 µC++3 µCr = 5 cm

Zwei Punktladungen von +5 µC und +3 µC sind 5 cm voneinander entfernt. Bestimme den Betrag der elektrischen Kraft F zwischen ihnen. Verwende k = 8,99 × 10⁹ N·m²/C².

q1 = +5 µCq2 = +3 µCr = 5 cm
F = N
2.Leicht
+q₁+q₂r

Zwei Punktladungen stoßen sich mit einer Kraft von 28 N ab. Die erste Ladung wird vervierfacht, und der Abstand zwischen den Ladungen wird halbiert. Bestimme die neue Kraft F′.

F = 28 Nq₁′ = 4·q₁r′ = 0,5·r
F′ = N
3.Mittel
++1 µC−−1 µCP20 cm

Eine Ladung von +1 µC und eine Ladung von −1 µC sind 20 cm voneinander entfernt. Der Punkt P liegt auf der Verbindungslinie zwischen ihnen, 5 cm von der ersten Ladung entfernt. Bestimme den Betrag der elektrischen Feldstärke E in P.

q1 = +1 µCq2 = −1 µCr1 = 5 cmr2 = 15 cm
E = N/C
4.Mittel
−−2 µC−−3 µC++6 µC12 cm + 8 cm

Drei Punktladungen liegen auf einer Geraden: −2 µC links, +6 µC rechts im Abstand 20 cm und −3 µC dazwischen, 12 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 = +6 µCqM = −3 µCrL = 12 cmrR = 8 cm
F = N
5.Schwer
+ + + + + +− − − − − −e⁻4 × 10⁷ m/s6 cmE = 3500 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 3500 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 = 3500 N/Ce = 1,602 × 10⁻¹⁹ Cme = 9,109 × 10⁻³¹ kg
y = mm
6.Schwer
4 cm4 cm+q1​ = +3 µC+q3​ = +5 µC+q2​ = +10 µC

Drei positive Punktladungen sitzen an den Ecken eines rechtwinkligen Dreiecks: q₃ = 5 µC sitzt an der Ecke mit dem rechten Winkel, q₁ = 3 µC ist 4 cm davon entfernt entlang der einen Kathete und q₂ = 10 µC 4 cm entlang der anderen. Bestimme den Betrag der resultierenden elektrischen Kraft F auf q₃.

q1 = 3 µCq2 = 10 µCq3 = 5 µCr13 = 4 cmr23 = 4 cm
F = N

Lösungsschlüssel

  1. 1. F = 53,94 N
  2. 2. F′ = 448 N
  3. 3. E = 3,996 × 10⁶ N/C
  4. 4. F = 29,03 N
  5. 5. y = 0,6925 mm
  6. 6. F = 293,3 N

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