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 vervierfacht. Bestimme die neue Kraft F′.

F = 14 Nq₁′ = 3·q₁r′ = 4·r
F′ = N
2.Leicht
++5 µC−−10 µCr = ?

Punktladungen von +5 µC und −10 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 = +5 µCq2 = −10 µCF = 5 N
r = cm
3.Mittel
++5 µC++10 µCP30 cm

Eine Ladung von +5 µC und eine Ladung von +10 µC sind 30 cm voneinander entfernt. Der Punkt P liegt auf der Verbindungslinie zwischen ihnen, 15 cm von der ersten Ladung entfernt. Bestimme den Betrag der elektrischen Feldstärke E in P.

q1 = +5 µCq2 = +10 µCr1 = 15 cmr2 = 15 cm
E = N/C
4.Mittel
++10 µC++3 µCE = 0100 cm

Ladungen von +10 µC und +3 µC sind 100 cm voneinander entfernt. In welchem Abstand x von der Ladung +10 µC ist das elektrische Feld auf der Verbindungslinie null?

q1 = +10 µCq2 = +3 µCd = 100 cm
x = cm
5.Schwer
+ + + + + +− − − − − −e⁻2 × 10⁷ m/s8 cmE = 3500 N/C

Ein Elektron tritt mit 2 × 10⁷ m/s parallel zu zwei parallelen Platten in das homogene Feld zwischen ihnen ein. Die Platten sind 8 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 = 2 × 10⁷ m/sL = 8 cmE = 3500 N/Ce = 1,602 × 10⁻¹⁹ Cme = 9,109 × 10⁻³¹ kg
y = mm
6.Schwer
4 cm3 cm+q1​ = +4 µC+q3​ = +6 µC+q2​ = +5 µC

Drei positive Punktladungen sitzen an den Ecken eines rechtwinkligen Dreiecks: q₃ = 6 µC sitzt an der Ecke mit dem rechten Winkel, q₁ = 4 µC ist 4 cm davon entfernt entlang der einen Kathete und q₂ = 5 µC 3 cm entlang der anderen. Bestimme den Betrag der resultierenden elektrischen Kraft F auf q₃.

q1 = 4 µCq2 = 5 µCq3 = 6 µCr13 = 4 cmr23 = 3 cm
F = N

Lösungsschlüssel

  1. 1. F′ = 2,625 N
  2. 2. r = 29,98 cm
  3. 3. E = 1,998 × 10⁶ N/C
  4. 4. x = 64,61 cm
  5. 5. y = 4,924 mm
  6. 6. F = 328,6 N

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