Arbeitsblatt Coulombsches Gesetz & elektrische Felder mit Lösungen

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1.Leicht
−−1 µC++5 µCr = 2 cm

Zwei Punktladungen von −1 µC und +5 µC sind 2 cm voneinander entfernt. Bestimme den Betrag der elektrischen Kraft F zwischen ihnen. Verwende k = 8,99 × 10⁹ N·m²/C².

q1 = −1 µCq2 = +5 µCr = 2 cm
F = N
2.Leicht
++10 µCPr = 15 cm

Bestimme den Betrag der elektrischen Feldstärke E im Abstand 15 cm von einer Punktladung von +10 µC. Use k = 8,99 × 10⁹ N·m²/C².

q = +10 µCr = 15 cm
E = N/C
3.Mittel
−−4 µC++2 µCr = 5 cm

Zwei gleiche kleine Metallkugeln tragen Ladungen von −4 µC und +2 µC. Sie werden zusammengebracht und dann wieder in 5 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 = 5 cm
F = N
4.Mittel
++3 µC++4 µCE = 040 cm

Ladungen von +3 µC und +4 µC sind 40 cm voneinander entfernt. In welchem Abstand x von der Ladung +3 µC ist das elektrische Feld auf der Verbindungslinie null?

q1 = +3 µCq2 = +4 µCd = 40 cm
x = cm
5.Schwer
L = 100 cm5°qq

Zwei gleiche kleine Kugeln mit je 3 g hängen an isolierenden Fäden von 100 cm Länge am selben Punkt. Sie erhalten gleiche Ladungen, und jeder Faden stellt sich unter 5° 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 = 100 cmθ = 5°g = 9,81 m/s²
q = nC
6.Schwer
10 cm3 cm+q1​ = +2 µC+q3​ = +5 µC+q2​ = +6 µC

Drei positive Punktladungen sitzen an den Ecken eines rechtwinkligen Dreiecks: q₃ = 5 µC sitzt an der Ecke mit dem rechten Winkel, q₁ = 2 µC ist 10 cm davon entfernt entlang der einen Kathete und q₂ = 6 µC 3 cm entlang der anderen. Bestimme den Betrag der resultierenden elektrischen Kraft F auf q₃.

q1 = 2 µCq2 = 6 µCq3 = 5 µCr13 = 10 cmr23 = 3 cm
F = N

Lösungsschlüssel

  1. 1. F = 112,4 N
  2. 2. E = 3,996 × 10⁶ N/C
  3. 3. F = 3,596 N
  4. 4. x = 18,56 cm
  5. 5. q = 93,29 nC
  6. 6. F = 299,8 N

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