Arbeitsblatt Coulombsches Gesetz & elektrische Felder mit Lösungen

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1.Leicht
+ + + + + +− − − − − −e⁻E = 2900 N/C

Ein Elektron (Ladung −1,602 × 10⁻¹⁹ C, Masse 9,109 × 10⁻³¹ kg) befindet sich in einem homogenen elektrischen Feld von 2900 N/C. Bestimme unter Vernachlässigung der Schwerkraft den Betrag seiner Beschleunigung a.

E = 2900 N/C|q| = 1,602 × 10⁻¹⁹ Cm = 9,109 × 10⁻³¹ kg
a = m/s²
2.Leicht
++2 µCPr = 20 cm

Bestimme den Betrag der elektrischen Feldstärke E im Abstand 20 cm von einer Punktladung von +2 µC. Use k = 8,99 × 10⁹ N·m²/C².

q = +2 µCr = 20 cm
E = N/C
3.Mittel
++3 µC−−4 µCP50 cm

Eine Ladung von +3 µC und eine Ladung von −4 µC sind 50 cm voneinander entfernt. Der Punkt P liegt auf der Verbindungslinie zwischen ihnen, 37,5 cm von der ersten Ladung entfernt. Bestimme den Betrag der elektrischen Feldstärke E in P.

q1 = +3 µCq2 = −4 µCr1 = 37,5 cmr2 = 12,5 cm
E = N/C
4.Mittel
++2 µC−−8 µC++6 µC10 cm + 10 cm

Drei Punktladungen liegen auf einer Geraden: +2 µC links, +6 µC rechts im Abstand 20 cm und −8 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 = +2 µCqR = +6 µCqM = −8 µCrL = 10 cmrR = 10 cm
F = N
5.Schwer
+ + + + + +− − − − − −e⁻4 × 10⁷ m/s10 cmE = 1300 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 10 cm lang, und das Feld zwischen ihnen beträgt 1300 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 = 10 cmE = 1300 N/Ce = 1,602 × 10⁻¹⁹ Cme = 9,109 × 10⁻³¹ kg
y = mm
6.Schwer
+−P2 × 3 cm4 cm+2 µC−2 µC

Ladungen von +2 µC und −2 µC sind 6 cm voneinander entfernt. Punkt P liegt 4 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 = +2 µCq2 = −2 µCd = 6 cmh = 4 cm
E = N/C

Lösungsschlüssel

  1. 1. a = 5,1 × 10¹⁴ m/s²
  2. 2. E = 449500 N/C
  3. 3. E = 2,493 × 10⁶ N/C
  4. 4. F = 28,77 N
  5. 5. y = 0,7145 mm
  6. 6. E = 8,63 × 10⁶ N/C

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