Arbeitsblatt Coulombsches Gesetz & elektrische Felder mit Lösungen

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1.Leicht
+ + + + + +− − − − − −e⁻E = 1100 N/C

Ein Elektron (Ladung −1,602 × 10⁻¹⁹ C, Masse 9,109 × 10⁻³¹ kg) befindet sich in einem homogenen elektrischen Feld von 1100 N/C. Bestimme unter Vernachlässigung der Schwerkraft den Betrag seiner Beschleunigung a.

E = 1100 N/C|q| = 1,602 × 10⁻¹⁹ Cm = 9,109 × 10⁻³¹ kg
a = m/s²
2.Leicht
−−50 nCPr = 3 cm

Bestimme den Betrag der elektrischen Feldstärke E im Abstand 3 cm von einer Punktladung von −50 nC. Use k = 8,99 × 10⁹ N·m²/C².

q = −50 nCr = 3 cm
E = N/C
3.Mittel
++1 µC++4 µCE = 080 cm

Ladungen von +1 µC und +4 µC sind 80 cm voneinander entfernt. In welchem Abstand x von der Ladung +1 µC ist das elektrische Feld auf der Verbindungslinie null?

q1 = +1 µCq2 = +4 µCd = 80 cm
x = cm
4.Mittel
++4 µC++2 µCr = 40 cm

Zwei gleiche kleine Metallkugeln tragen Ladungen von +4 µC und +2 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 = +4 µCq2 = +2 µCr = 40 cm
F = N
5.Schwer
+ + + + + +− − − − − −e⁻1 × 10⁷ m/s6 cmE = 500 N/C

Ein Elektron tritt mit 1 × 10⁷ m/s parallel zu zwei parallelen Platten in das homogene Feld zwischen ihnen ein. Die Platten sind 6 cm lang, und das Feld zwischen ihnen beträgt 500 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 = 1 × 10⁷ m/sL = 6 cmE = 500 N/Ce = 1,602 × 10⁻¹⁹ Cme = 9,109 × 10⁻³¹ kg
y = mm
6.Schwer
+−P2 × 6 cm5 cm+8 µC−8 µC

Ladungen von +8 µC und −8 µC sind 12 cm voneinander entfernt. Punkt P liegt 5 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 = +8 µCq2 = −8 µCd = 12 cmh = 5 cm
E = N/C

Lösungsschlüssel

  1. 1. a = 1,935 × 10¹⁴ m/s²
  2. 2. E = 499444 N/C
  3. 3. x = 26,67 cm
  4. 4. F = 0,5057 N
  5. 5. y = 1,583 mm
  6. 6. E = 1,811 × 10⁷ N/C

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