Arbeitsblatt Coulombsches Gesetz & elektrische Felder mit Lösungen

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Name: ____________________   Datum: ____________

1.Leicht
+q₁+q₂r

Zwei Punktladungen stoßen sich mit einer Kraft von 2 N ab. Die erste Ladung wird vervierfacht, und der Abstand zwischen den Ladungen wird halbiert. Bestimme die neue Kraft F′.

F = 2 Nq₁′ = 4·q₁r′ = 0,5·r
F′ = N
2.Leicht
++5 µC++8 µCr = 2 cm

Zwei Punktladungen von +5 µC und +8 µC sind 2 cm voneinander entfernt. Bestimme den Betrag der elektrischen Kraft F zwischen ihnen. Verwende k = 8,99 × 10⁹ N·m²/C².

q1 = +5 µCq2 = +8 µCr = 2 cm
F = N
3.Mittel
++4 µC++5 µCE = 050 cm

Ladungen von +4 µC und +5 µC sind 50 cm voneinander entfernt. In welchem Abstand x von der Ladung +4 µC ist das elektrische Feld auf der Verbindungslinie null?

q1 = +4 µCq2 = +5 µCd = 50 cm
x = cm
4.Mittel
++10 µC−−3 µCP10 cm

Eine Ladung von +10 µC und eine Ladung von −3 µC sind 10 cm voneinander entfernt. Der Punkt P liegt auf der Verbindungslinie zwischen ihnen, 6 cm von der ersten Ladung entfernt. Bestimme den Betrag der elektrischen Feldstärke E in P.

q1 = +10 µCq2 = −3 µCr1 = 6 cmr2 = 4 cm
E = N/C
5.Schwer
4 cm10 cm+q1​ = +8 µC+q3​ = +6 µC+q2​ = +8 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 4 cm davon entfernt entlang der einen Kathete und q₂ = 8 µC 10 cm entlang der anderen. Bestimme den Betrag der resultierenden elektrischen Kraft F auf q₃.

q1 = 8 µCq2 = 8 µCq3 = 6 µCr13 = 4 cmr23 = 10 cm
F = N
6.Schwer
L = 100 cm8°qq

Zwei gleiche kleine Kugeln mit je 10 g hängen an isolierenden Fäden von 100 cm Länge am selben Punkt. Sie erhalten gleiche Ladungen, und jeder Faden stellt sich unter 8° 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 = 100 cmθ = 8°g = 9,81 m/s²
q = nC

Lösungsschlüssel

  1. 1. F′ = 32 N
  2. 2. F = 899 N
  3. 3. x = 23,61 cm
  4. 4. E = 4,183 × 10⁷ N/C
  5. 5. F = 273,1 N
  6. 6. q = 344,7 nC

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