Arbeitsblatt Coulombsches Gesetz & elektrische Felder mit Lösungen

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1.Leicht
+ + + + + +− − − − − −e⁻E = 1900 N/C

Ein Elektron (Ladung −1,602 × 10⁻¹⁹ C, Masse 9,109 × 10⁻³¹ kg) befindet sich in einem homogenen elektrischen Feld von 1900 N/C. Bestimme unter Vernachlässigung der Schwerkraft den Betrag seiner Beschleunigung a.

E = 1900 N/C|q| = 1,602 × 10⁻¹⁹ Cm = 9,109 × 10⁻³¹ kg
a = m/s²
2.Leicht
++1 µCPr = 20 cm

Bestimme den Betrag der elektrischen Feldstärke E im Abstand 20 cm von einer Punktladung von +1 µC. Use k = 8,99 × 10⁹ N·m²/C².

q = +1 µCr = 20 cm
E = N/C
3.Mittel
++6 µC−−1 µCP40 cm

Eine Ladung von +6 µC und eine Ladung von −1 µC sind 40 cm voneinander entfernt. Der Punkt P liegt auf der Verbindungslinie zwischen ihnen, 24 cm von der ersten Ladung entfernt. Bestimme den Betrag der elektrischen Feldstärke E in P.

q1 = +6 µCq2 = −1 µCr1 = 24 cmr2 = 16 cm
E = N/C
4.Mittel
++4 µC++1 µCE = 030 cm

Ladungen von +4 µC und +1 µC sind 30 cm voneinander entfernt. In welchem Abstand x von der Ladung +4 µC ist das elektrische Feld auf der Verbindungslinie null?

q1 = +4 µCq2 = +1 µCd = 30 cm
x = cm
5.Schwer
+ + + + + +− − − − − −e⁻5 × 10⁷ m/s8 cmE = 4200 N/C

Ein Elektron tritt mit 5 × 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 4200 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 = 5 × 10⁷ m/sL = 8 cmE = 4200 N/Ce = 1,602 × 10⁻¹⁹ Cme = 9,109 × 10⁻³¹ kg
y = mm
6.Schwer
6 cm8 cm+q1​ = +4 µC+q3​ = +1 µC+q2​ = +4 µC

Drei positive Punktladungen sitzen an den Ecken eines rechtwinkligen Dreiecks: q₃ = 1 µC sitzt an der Ecke mit dem rechten Winkel, q₁ = 4 µC ist 6 cm davon entfernt entlang der einen Kathete und q₂ = 4 µC 8 cm entlang der anderen. Bestimme den Betrag der resultierenden elektrischen Kraft F auf q₃.

q1 = 4 µCq2 = 4 µCq3 = 1 µCr13 = 6 cmr23 = 8 cm
F = N

Lösungsschlüssel

  1. 1. a = 3,342 × 10¹⁴ m/s²
  2. 2. E = 224750 N/C
  3. 3. E = 1,288 × 10⁶ N/C
  4. 4. x = 20 cm
  5. 5. y = 0,9455 mm
  6. 6. F = 11,46 N

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