Arbeitsblatt Coulombsches Gesetz & elektrische Felder mit Lösungen

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1.Leicht
++20 nCPr = 5 cm

Bestimme den Betrag der elektrischen Feldstärke E im Abstand 5 cm von einer Punktladung von +20 nC. Use k = 8,99 × 10⁹ N·m²/C².

q = +20 nCr = 5 cm
E = N/C
2.Leicht
+q₁+q₂r

Zwei Punktladungen stoßen sich mit einer Kraft von 8 N ab. Die erste Ladung wird vervierfacht, und der Abstand zwischen den Ladungen wird verdreifacht. Bestimme die neue Kraft F′.

F = 8 Nq₁′ = 4·q₁r′ = 3·r
F′ = N
3.Mittel
++8 µC++8 µCP10 cm

Eine Ladung von +8 µC und eine Ladung von +8 µC sind 10 cm voneinander entfernt. Der Punkt P liegt auf der Verbindungslinie zwischen ihnen, 6 cm von der ersten Ladung entfernt. Bestimme den Betrag der elektrischen Feldstärke E in P.

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

Eine Ladung von +8 µC und eine Ladung von +3 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 = +3 µCr1 = 22,5 cmr2 = 7,5 cm
E = N/C
5.Schwer
4 cm3 cm+q1​ = +3 µC+q3​ = +8 µC+q2​ = +3 µC

Drei positive Punktladungen sitzen an den Ecken eines rechtwinkligen Dreiecks: q₃ = 8 µC sitzt an der Ecke mit dem rechten Winkel, q₁ = 3 µC ist 4 cm davon entfernt entlang der einen Kathete und q₂ = 3 µC 3 cm entlang der anderen. Bestimme den Betrag der resultierenden elektrischen Kraft F auf q₃.

q1 = 3 µCq2 = 3 µCq3 = 8 µCr13 = 4 cmr23 = 3 cm
F = N
6.Schwer
+ + + + + +− − − − − −e⁻1,5 × 10⁷ m/s5 cmE = 3100 N/C

Ein Elektron tritt mit 1,5 × 10⁷ m/s parallel zu zwei parallelen Platten in das homogene Feld zwischen ihnen ein. Die Platten sind 5 cm lang, und das Feld zwischen ihnen beträgt 3100 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 = 1,5 × 10⁷ m/sL = 5 cmE = 3100 N/Ce = 1,602 × 10⁻¹⁹ Cme = 9,109 × 10⁻³¹ kg
y = mm

Lösungsschlüssel

  1. 1. E = 71920 N/C
  2. 2. F′ = 3,556 N
  3. 3. E = 2,497 × 10⁷ N/C
  4. 4. E = 3,374 × 10⁶ N/C
  5. 5. F = 275,1 N
  6. 6. y = 3,029 mm

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