Arbeitsblatt Coulombsches Gesetz & elektrische Felder mit Lösungen

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1.Leicht
+ + + + + +− − − − − −e⁻E = 3700 N/C

Ein Elektron (Ladung −1,602 × 10⁻¹⁹ C, Masse 9,109 × 10⁻³¹ kg) befindet sich in einem homogenen elektrischen Feld von 3700 N/C. Bestimme unter Vernachlässigung der Schwerkraft den Betrag seiner Beschleunigung a.

E = 3700 N/C|q| = 1,602 × 10⁻¹⁹ Cm = 9,109 × 10⁻³¹ kg
a = m/s²
2.Leicht
+q₁+q₂r

Zwei Punktladungen stoßen sich mit einer Kraft von 32 N ab. Die erste Ladung wird halbiert, und der Abstand zwischen den Ladungen wird verdoppelt. Bestimme die neue Kraft F′.

F = 32 Nq₁′ = 0,5·q₁r′ = 2·r
F′ = N
3.Mittel
++1 µC++4 µCP50 cm

Eine Ladung von +1 µC und eine Ladung von +4 µC sind 50 cm voneinander entfernt. Der Punkt P liegt auf der Verbindungslinie zwischen ihnen, 12,5 cm von der ersten Ladung entfernt. Bestimme den Betrag der elektrischen Feldstärke E in P.

q1 = +1 µCq2 = +4 µCr1 = 12,5 cmr2 = 37,5 cm
E = N/C
4.Mittel
++10 µC++3 µCE = 080 cm

Ladungen von +10 µC und +3 µC sind 80 cm voneinander entfernt. In welchem Abstand x von der Ladung +10 µC ist das elektrische Feld auf der Verbindungslinie null?

q1 = +10 µCq2 = +3 µCd = 80 cm
x = cm
5.Schwer
+ + + + + +− − − − − −e⁻1 × 10⁷ m/s6 cmE = 1300 N/C

Ein Elektron tritt mit 1 × 10⁷ m/s parallel zu zwei parallelen Platten in das homogene Feld zwischen ihnen ein. Die Platten sind 6 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 = 1 × 10⁷ m/sL = 6 cmE = 1300 N/Ce = 1,602 × 10⁻¹⁹ Cme = 9,109 × 10⁻³¹ kg
y = mm
6.Schwer
8 cm6 cm+q1​ = +4 µC+q3​ = +5 µC+q2​ = +10 µC

Drei positive Punktladungen sitzen an den Ecken eines rechtwinkligen Dreiecks: q₃ = 5 µC sitzt an der Ecke mit dem rechten Winkel, q₁ = 4 µC ist 8 cm davon entfernt entlang der einen Kathete und q₂ = 10 µC 6 cm entlang der anderen. Bestimme den Betrag der resultierenden elektrischen Kraft F auf q₃.

q1 = 4 µCq2 = 10 µCq3 = 5 µCr13 = 8 cmr23 = 6 cm
F = N

Lösungsschlüssel

  1. 1. a = 6,507 × 10¹⁴ m/s²
  2. 2. F′ = 4 N
  3. 3. E = 319644 N/C
  4. 4. x = 51,69 cm
  5. 5. y = 4,115 mm
  6. 6. F = 128 N

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