Arbeitsblatt Coulombsches Gesetz & elektrische Felder mit Lösungen

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1.Leicht
++8 µC−−2 µCr = 4 cm

Zwei Punktladungen von +8 µC und −2 µC sind 4 cm voneinander entfernt. Bestimme den Betrag der elektrischen Kraft F zwischen ihnen. Verwende k = 8,99 × 10⁹ N·m²/C².

q1 = +8 µCq2 = −2 µCr = 4 cm
F = N
2.Leicht
+ + + + + +− − − − − −e⁻E = 2300 N/C

Ein Elektron (Ladung −1,602 × 10⁻¹⁹ C, Masse 9,109 × 10⁻³¹ kg) befindet sich in einem homogenen elektrischen Feld von 2300 N/C. Bestimme unter Vernachlässigung der Schwerkraft den Betrag seiner Beschleunigung a.

E = 2300 N/C|q| = 1,602 × 10⁻¹⁹ Cm = 9,109 × 10⁻³¹ kg
a = m/s²
3.Mittel
++2 µC++5 µCE = 0100 cm

Ladungen von +2 µC und +5 µC sind 100 cm voneinander entfernt. In welchem Abstand x von der Ladung +2 µC ist das elektrische Feld auf der Verbindungslinie null?

q1 = +2 µCq2 = +5 µCd = 100 cm
x = cm
4.Mittel
++8 µC−−1 µC−−5 µC10 cm + 10 cm

Drei Punktladungen liegen auf einer Geraden: +8 µC links, −5 µC rechts im Abstand 20 cm und −1 µC dazwischen, 10 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 = +8 µCqR = −5 µCqM = −1 µCrL = 10 cmrR = 10 cm
F = N
5.Schwer
++P2 × 3 cm8 cm+5 µC+5 µC

Ladungen von +5 µC und +5 µC sind 6 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 = +5 µCq2 = +5 µCd = 6 cmh = 8 cm
E = N/C
6.Schwer
L = 100 cm20°qq

Zwei gleiche kleine Kugeln mit je 8 g hängen an isolierenden Fäden von 100 cm Länge am selben Punkt. Sie erhalten gleiche Ladungen, und jeder Faden stellt sich unter 20° 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 = 8 gL = 100 cmθ = 20°g = 9,81 m/s²
q = nC

Lösungsschlüssel

  1. 1. F = 89,9 N
  2. 2. a = 4,045 × 10¹⁴ m/s²
  3. 3. x = 38,74 cm
  4. 4. F = 11,69 N
  5. 5. E = 1,153 × 10⁷ N/C
  6. 6. q = 1219 nC

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