Arbeitsblatt Coulombsches Gesetz & elektrische Felder mit Lösungen

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1.Leicht
++5 µC−−10 µCr = 15 cm

Zwei Punktladungen von +5 µC und −10 µC sind 15 cm voneinander entfernt. Bestimme den Betrag der elektrischen Kraft F zwischen ihnen. Verwende k = 8,99 × 10⁹ N·m²/C².

q1 = +5 µCq2 = −10 µCr = 15 cm
F = N
2.Leicht
+q₁+q₂r

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

F = 8 Nq₁′ = 3·q₁r′ = 0,5·r
F′ = N
3.Mittel
−−2 µC++8 µC−−6 µC20 cm + 20 cm

Drei Punktladungen liegen auf einer Geraden: −2 µC links, −6 µC rechts im Abstand 40 cm und +8 µC dazwischen, 20 cm von der linken Ladung entfernt. Bestimme den Betrag der resultierenden elektrischen Kraft F auf die mittlere Ladung. Use k = 8,99 × 10⁹ N·m²/C².

qL = −2 µCqR = −6 µCqM = +8 µCrL = 20 cmrR = 20 cm
F = N
4.Mittel
++3 µC−−5 µCP20 cm

Eine Ladung von +3 µC und eine Ladung von −5 µC sind 20 cm voneinander entfernt. Der Punkt P liegt auf der Verbindungslinie zwischen ihnen, 8 cm von der ersten Ladung entfernt. Bestimme den Betrag der elektrischen Feldstärke E in P.

q1 = +3 µCq2 = −5 µCr1 = 8 cmr2 = 12 cm
E = N/C
5.Schwer
++P2 × 10 cm3 cm+6 µC+6 µC

Ladungen von +6 µC und +6 µC sind 20 cm voneinander entfernt. Punkt P liegt 3 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 = +6 µCq2 = +6 µCd = 20 cmh = 3 cm
E = N/C
6.Schwer
+ + + + + +− − − − − −e⁻4 × 10⁷ m/s5 cmE = 2600 N/C

Ein Elektron tritt mit 4 × 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 2600 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 × 10⁷ m/sL = 5 cmE = 2600 N/Ce = 1,602 × 10⁻¹⁹ Cme = 9,109 × 10⁻³¹ kg
y = mm

Lösungsschlüssel

  1. 1. F = 19,98 N
  2. 2. F′ = 96 N
  3. 3. F = 7,192 N
  4. 4. E = 7,336 × 10⁶ N/C
  5. 5. E = 2,844 × 10⁶ N/C
  6. 6. y = 0,3572 mm

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