Arbeitsblatt Coulombsches Gesetz & elektrische Felder mit Lösungen

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1.Leicht
++4 µC−−4 µCr = ?

Punktladungen von +4 µC und −4 µC üben eine Kraft von 5 N aufeinander aus. Wie weit r sind sie voneinander entfernt? Gib das Ergebnis in cm an. Use k = 8,99 × 10⁹ N·m²/C².

q1 = +4 µCq2 = −4 µCF = 5 N
r = cm
2.Leicht
++20 nCPr = 40 cm

Bestimme den Betrag der elektrischen Feldstärke E im Abstand 40 cm von einer Punktladung von +20 nC. Use k = 8,99 × 10⁹ N·m²/C².

q = +20 nCr = 40 cm
E = N/C
3.Mittel
++5 µC−−10 µCP10 cm

Eine Ladung von +5 µC und eine Ladung von −10 µC sind 10 cm voneinander entfernt. Der Punkt P liegt auf der Verbindungslinie zwischen ihnen, 7,5 cm von der ersten Ladung entfernt. Bestimme den Betrag der elektrischen Feldstärke E in P.

q1 = +5 µCq2 = −10 µCr1 = 7,5 cmr2 = 2,5 cm
E = N/C
4.Mittel
++10 µC++8 µCr = 40 cm

Zwei gleiche kleine Metallkugeln tragen Ladungen von +10 µC und +8 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 = +10 µCq2 = +8 µCr = 40 cm
F = N
5.Schwer
++P2 × 5 cm8 cm+8 µC+8 µC

Ladungen von +8 µC und +8 µC sind 10 cm voneinander entfernt. Punkt P liegt 8 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 = 10 cmh = 8 cm
E = N/C
6.Schwer
L = 40 cm20°qq

Zwei gleiche kleine Kugeln mit je 10 g hängen an isolierenden Fäden von 40 cm Länge am selben Punkt. Sie erhalten gleiche Ladungen, und jeder Faden stellt sich unter 20° 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 = 10 gL = 40 cmθ = 20°g = 9,81 m/s²
q = nC

Lösungsschlüssel

  1. 1. r = 16,96 cm
  2. 2. E = 1124 N/C
  3. 3. E = 1,518 × 10⁸ N/C
  4. 4. F = 4,551 N
  5. 5. E = 1,371 × 10⁷ N/C
  6. 6. q = 545,3 nC

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