Arbeitsblatt Coulombsches Gesetz & elektrische Felder mit Lösungen

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1.Leicht
+ + + + + +− − − − − −e⁻E = 2000 N/C

Ein Elektron (Ladung −1,602 × 10⁻¹⁹ C, Masse 9,109 × 10⁻³¹ kg) befindet sich in einem homogenen elektrischen Feld von 2000 N/C. Bestimme unter Vernachlässigung der Schwerkraft den Betrag seiner Beschleunigung a.

E = 2000 N/C|q| = 1,602 × 10⁻¹⁹ Cm = 9,109 × 10⁻³¹ kg
a = m/s²
2.Leicht
++10 µC−−4 µCr = 12 cm

Zwei Punktladungen von +10 µC und −4 µC sind 12 cm voneinander entfernt. Bestimme den Betrag der elektrischen Kraft F zwischen ihnen. Verwende k = 8,99 × 10⁹ N·m²/C².

q1 = +10 µCq2 = −4 µCr = 12 cm
F = N
3.Mittel
++6 µC++4 µCP40 cm

Eine Ladung von +6 µC und eine Ladung von +4 µC sind 40 cm voneinander entfernt. Der Punkt P liegt auf der Verbindungslinie zwischen ihnen, 16 cm von der ersten Ladung entfernt. Bestimme den Betrag der elektrischen Feldstärke E in P.

q1 = +6 µCq2 = +4 µCr1 = 16 cmr2 = 24 cm
E = N/C
4.Mittel
++3 µC++5 µCE = 020 cm

Ladungen von +3 µC und +5 µC sind 20 cm voneinander entfernt. In welchem Abstand x von der Ladung +3 µC ist das elektrische Feld auf der Verbindungslinie null?

q1 = +3 µCq2 = +5 µCd = 20 cm
x = cm
5.Schwer
8 cm10 cm+q1​ = +1 µC+q3​ = +6 µC+q2​ = +3 µC

Drei positive Punktladungen sitzen an den Ecken eines rechtwinkligen Dreiecks: q₃ = 6 µC sitzt an der Ecke mit dem rechten Winkel, q₁ = 1 µC ist 8 cm davon entfernt entlang der einen Kathete und q₂ = 3 µC 10 cm entlang der anderen. Bestimme den Betrag der resultierenden elektrischen Kraft F auf q₃.

q1 = 1 µCq2 = 3 µCq3 = 6 µCr13 = 8 cmr23 = 10 cm
F = N
6.Schwer
5 cm5 cm+q1​ = +1 µC+q3​ = +2 µC+q2​ = +5 µC

Drei positive Punktladungen sitzen an den Ecken eines rechtwinkligen Dreiecks: q₃ = 2 µC sitzt an der Ecke mit dem rechten Winkel, q₁ = 1 µC ist 5 cm davon entfernt entlang der einen Kathete und q₂ = 5 µC 5 cm entlang der anderen. Bestimme den Betrag der resultierenden elektrischen Kraft F auf q₃.

q1 = 1 µCq2 = 5 µCq3 = 2 µCr13 = 5 cmr23 = 5 cm
F = N

Lösungsschlüssel

  1. 1. a = 3,517 × 10¹⁴ m/s²
  2. 2. F = 24,97 N
  3. 3. E = 1,483 × 10⁶ N/C
  4. 4. x = 8,73 cm
  5. 5. F = 18,25 N
  6. 6. F = 36,67 N

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