Arbeitsblatt Coulombsches Gesetz & elektrische Felder mit Lösungen

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1.Leicht
+q₁+q₂r

Zwei Punktladungen stoßen sich mit einer Kraft von 26 N ab. Die erste Ladung wird verdreifacht, und der Abstand zwischen den Ladungen wird vervierfacht. Bestimme die neue Kraft F′.

F = 26 Nq₁′ = 3·q₁r′ = 4·r
F′ = N
2.Leicht
+ + + + + +− − − − − −e⁻E = 500 N/C

Ein Elektron (Ladung −1,602 × 10⁻¹⁹ C, Masse 9,109 × 10⁻³¹ kg) befindet sich in einem homogenen elektrischen Feld von 500 N/C. Bestimme unter Vernachlässigung der Schwerkraft den Betrag seiner Beschleunigung a.

E = 500 N/C|q| = 1,602 × 10⁻¹⁹ Cm = 9,109 × 10⁻³¹ kg
a = m/s²
3.Mittel
++3 µC−−4 µCP40 cm

Eine Ladung von +3 µC und eine Ladung von −4 µC sind 40 cm voneinander entfernt. Der Punkt P liegt auf der Verbindungslinie zwischen ihnen, 30 cm von der ersten Ladung entfernt. Bestimme den Betrag der elektrischen Feldstärke E in P.

q1 = +3 µCq2 = −4 µCr1 = 30 cmr2 = 10 cm
E = N/C
4.Mittel
++8 µC++6 µCP30 cm

Eine Ladung von +8 µC und eine Ladung von +6 µC sind 30 cm voneinander entfernt. Der Punkt P liegt auf der Verbindungslinie zwischen ihnen, 22,5 cm von der ersten Ladung entfernt. Bestimme den Betrag der elektrischen Feldstärke E in P.

q1 = +8 µCq2 = +6 µCr1 = 22,5 cmr2 = 7,5 cm
E = N/C
5.Schwer
+ + + + + +− − − − − −e⁻4,5 × 10⁷ m/s10 cmE = 1300 N/C

Ein Elektron tritt mit 4,5 × 10⁷ m/s parallel zu zwei parallelen Platten in das homogene Feld zwischen ihnen ein. Die Platten sind 10 cm lang, und das Feld zwischen ihnen beträgt 1300 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 = 4,5 × 10⁷ m/sL = 10 cmE = 1300 N/Ce = 1,602 × 10⁻¹⁹ Cme = 9,109 × 10⁻³¹ kg
y = mm
6.Schwer
+ + + + + +− − − − − −e⁻3 × 10⁷ m/s3 cmE = 4500 N/C

Ein Elektron tritt mit 3 × 10⁷ m/s parallel zu zwei parallelen Platten in das homogene Feld zwischen ihnen ein. Die Platten sind 3 cm lang, und das Feld zwischen ihnen beträgt 4500 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 = 3 × 10⁷ m/sL = 3 cmE = 4500 N/Ce = 1,602 × 10⁻¹⁹ Cme = 9,109 × 10⁻³¹ kg
y = mm

Lösungsschlüssel

  1. 1. F′ = 4,875 N
  2. 2. a = 8,794 × 10¹³ m/s²
  3. 3. E = 3,896 × 10⁶ N/C
  4. 4. E = 8,169 × 10⁶ N/C
  5. 5. y = 0,5645 mm
  6. 6. y = 0,3957 mm

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