Arbeitsblatt Coulombsches Gesetz & elektrische Felder mit Lösungen

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1.Leicht
++10 nCPr = 40 cm

Bestimme den Betrag der elektrischen Feldstärke E im Abstand 40 cm von einer Punktladung von +10 nC. Use k = 8,99 × 10⁹ N·m²/C².

q = +10 nCr = 40 cm
E = N/C
2.Leicht
+q₁+q₂r

Zwei Punktladungen stoßen sich mit einer Kraft von 12 N ab. Die erste Ladung wird verdoppelt, und der Abstand zwischen den Ladungen wird vervierfacht. Bestimme die neue Kraft F′.

F = 12 Nq₁′ = 2·q₁r′ = 4·r
F′ = N
3.Mittel
++8 µC++6 µCP20 cm

Eine Ladung von +8 µC und eine Ladung von +6 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 = +8 µCq2 = +6 µCr1 = 8 cmr2 = 12 cm
E = N/C
4.Mittel
++1 µC−−4 µCr = 30 cm

Zwei gleiche kleine Metallkugeln tragen Ladungen von +1 µC und −4 µC. Sie werden zusammengebracht und dann wieder in 30 cm Abstand gebracht. Bestimme den Betrag der Kraft F zwischen ihnen jetzt. Use k = 8,99 × 10⁹ N·m²/C².

q1 = +1 µCq2 = −4 µCr = 30 cm
F = N
5.Schwer
10 cm10 cm+q1​ = +6 µC+q3​ = +1 µC+q2​ = +2 µC

Drei positive Punktladungen sitzen an den Ecken eines rechtwinkligen Dreiecks: q₃ = 1 µC sitzt an der Ecke mit dem rechten Winkel, q₁ = 6 µC ist 10 cm davon entfernt entlang der einen Kathete und q₂ = 2 µC 10 cm entlang der anderen. Bestimme den Betrag der resultierenden elektrischen Kraft F auf q₃.

q1 = 6 µCq2 = 2 µCq3 = 1 µCr13 = 10 cmr23 = 10 cm
F = N
6.Schwer
+ + + + + +− − − − − −e⁻1,5 × 10⁷ m/s8 cmE = 2800 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 8 cm lang, und das Feld zwischen ihnen beträgt 2800 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 = 8 cmE = 2800 N/Ce = 1,602 × 10⁻¹⁹ Cme = 9,109 × 10⁻³¹ kg
y = mm

Lösungsschlüssel

  1. 1. E = 561,9 N/C
  2. 2. F′ = 1,5 N
  3. 3. E = 7,492 × 10⁶ N/C
  4. 4. F = 0,2248 N
  5. 5. F = 5,686 N
  6. 6. y = 7,004 mm

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