Arbeitsblatt Coulombsches Gesetz & elektrische Felder mit Lösungen

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1.Leicht
−−5 µC−−5 µCr = 25 cm

Zwei Punktladungen von −5 µC und −5 µC sind 25 cm voneinander entfernt. Bestimme den Betrag der elektrischen Kraft F zwischen ihnen. Verwende k = 8,99 × 10⁹ N·m²/C².

q1 = −5 µCq2 = −5 µCr = 25 cm
F = N
2.Leicht
+ + + + + +− − − − − −e⁻E = 2100 N/C

Ein Elektron (Ladung −1,602 × 10⁻¹⁹ C, Masse 9,109 × 10⁻³¹ kg) befindet sich in einem homogenen elektrischen Feld von 2100 N/C. Bestimme unter Vernachlässigung der Schwerkraft den Betrag seiner Beschleunigung a.

E = 2100 N/C|q| = 1,602 × 10⁻¹⁹ Cm = 9,109 × 10⁻³¹ kg
a = m/s²
3.Mittel
++8 µC++2 µCr = 10 cm

Zwei gleiche kleine Metallkugeln tragen Ladungen von +8 µC und +2 µC. Sie werden zusammengebracht und dann wieder in 10 cm Abstand gebracht. Bestimme den Betrag der Kraft F zwischen ihnen jetzt. Use k = 8,99 × 10⁹ N·m²/C².

q1 = +8 µCq2 = +2 µCr = 10 cm
F = N
4.Mittel
++2 µC++5 µCE = 020 cm

Ladungen von +2 µC und +5 µC sind 20 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 = 20 cm
x = cm
5.Schwer
+ + + + + +− − − − − −e⁻2,5 × 10⁷ m/s3 cmE = 3300 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 3 cm lang, und das Feld zwischen ihnen beträgt 3300 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 = 3 cmE = 3300 N/Ce = 1,602 × 10⁻¹⁹ Cme = 9,109 × 10⁻³¹ kg
y = mm
6.Schwer
L = 60 cm15°qq

Zwei gleiche kleine Kugeln mit je 2 g hängen an isolierenden Fäden von 60 cm Länge am selben Punkt. Sie erhalten gleiche Ladungen, und jeder Faden stellt sich unter 15° 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 = 2 gL = 60 cmθ = 15°g = 9,81 m/s²
q = nC

Lösungsschlüssel

  1. 1. F = 3,596 N
  2. 2. a = 3,693 × 10¹⁴ m/s²
  3. 3. F = 22,47 N
  4. 4. x = 7,749 cm
  5. 5. y = 0,4179 mm
  6. 6. q = 237,5 nC

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