Arbeitsblatt Coulombsches Gesetz & elektrische Felder mit Lösungen

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1.Leicht
+ + + + + +− − − − − −e⁻E = 2300 N/C

Ein Elektron (Ladung −1,602 × 10⁻¹⁹ C, Masse 9,109 × 10⁻³¹ kg) befindet sich in einem homogenen elektrischen Feld von 2300 N/C. Bestimme unter Vernachlässigung der Schwerkraft den Betrag seiner Beschleunigung a.

E = 2300 N/C|q| = 1,602 × 10⁻¹⁹ Cm = 9,109 × 10⁻³¹ kg
a = m/s²
2.Leicht
−−2 µC−−1 µCr = 2 cm

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

q1 = −2 µCq2 = −1 µCr = 2 cm
F = N
3.Mittel
++8 µC−−4 µCr = 20 cm

Zwei gleiche kleine Metallkugeln tragen Ladungen von +8 µC und −4 µC. Sie werden zusammengebracht und dann wieder in 20 cm Abstand gebracht. Bestimme den Betrag der Kraft F zwischen ihnen jetzt. Use k = 8,99 × 10⁹ N·m²/C².

q1 = +8 µCq2 = −4 µCr = 20 cm
F = N
4.Mittel
++1 µC++10 µCr = 40 cm

Zwei gleiche kleine Metallkugeln tragen Ladungen von +1 µC und +10 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 = +1 µCq2 = +10 µCr = 40 cm
F = N
5.Schwer
+−P2 × 6 cm10 cm+1 µC−1 µC

Ladungen von +1 µC und −1 µC sind 12 cm voneinander entfernt. Punkt P liegt 10 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 = +1 µCq2 = −1 µCd = 12 cmh = 10 cm
E = N/C
6.Schwer
L = 100 cm5°qq

Zwei gleiche kleine Kugeln mit je 8 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 = 8 gL = 100 cmθ = 5°g = 9,81 m/s²
q = nC

Lösungsschlüssel

  1. 1. a = 4,045 × 10¹⁴ m/s²
  2. 2. F = 44,95 N
  3. 3. F = 0,899 N
  4. 4. F = 1,7 N
  5. 5. E = 680194 N/C
  6. 6. q = 152,3 nC

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