Arbeitsblatt Coulombsches Gesetz & elektrische Felder mit Lösungen

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1.Leicht
++8 µCPr = 2 cm

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

q = +8 µCr = 2 cm
E = N/C
2.Leicht
+q₁+q₂r

Zwei Punktladungen stoßen sich mit einer Kraft von 36 N ab. Die erste Ladung wird verdreifacht, und der Abstand zwischen den Ladungen wird vervierfacht. Bestimme die neue Kraft F′.

F = 36 Nq₁′ = 3·q₁r′ = 4·r
F′ = N
3.Mittel
−−5 µC++4 µCr = 40 cm

Zwei gleiche kleine Metallkugeln tragen Ladungen von −5 µC und +4 µC. Sie werden zusammengebracht und dann wieder in 40 cm Abstand gebracht. Bestimme den Betrag der Kraft F zwischen ihnen jetzt. Use k = 8,99 × 10⁹ N·m²/C².

q1 = −5 µCq2 = +4 µCr = 40 cm
F = N
4.Mittel
++1 µC++2 µCE = 060 cm

Ladungen von +1 µC und +2 µC sind 60 cm voneinander entfernt. In welchem Abstand x von der Ladung +1 µC ist das elektrische Feld auf der Verbindungslinie null?

q1 = +1 µCq2 = +2 µCd = 60 cm
x = cm
5.Schwer
L = 50 cm12°qq

Zwei gleiche kleine Kugeln mit je 3 g hängen an isolierenden Fäden von 50 cm Länge am selben Punkt. Sie erhalten gleiche Ladungen, und jeder Faden stellt sich unter 12° 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 = 3 gL = 50 cmθ = 12°g = 9,81 m/s²
q = nC
6.Schwer
++P2 × 4 cm4 cm+10 µC+10 µC

Ladungen von +10 µC und +10 µC sind 8 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 = +10 µCq2 = +10 µCd = 8 cmh = 4 cm
E = N/C

Lösungsschlüssel

  1. 1. E = 1,798 × 10⁸ N/C
  2. 2. F′ = 6,75 N
  3. 3. F = 0,01405 N
  4. 4. x = 24,85 cm
  5. 5. q = 173,4 nC
  6. 6. E = 3,973 × 10⁷ N/C

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