Arbeitsblatt Coulombsches Gesetz & elektrische Felder mit Lösungen

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1.Leicht
+ + + + + +− − − − − −e⁻E = 1200 N/C

Ein Elektron (Ladung −1,602 × 10⁻¹⁹ C, Masse 9,109 × 10⁻³¹ kg) befindet sich in einem homogenen elektrischen Feld von 1200 N/C. Bestimme unter Vernachlässigung der Schwerkraft den Betrag seiner Beschleunigung a.

E = 1200 N/C|q| = 1,602 × 10⁻¹⁹ Cm = 9,109 × 10⁻³¹ kg
a = m/s²
2.Leicht
++100 nCPr = 20 cm

Bestimme den Betrag der elektrischen Feldstärke E im Abstand 20 cm von einer Punktladung von +100 nC. Use k = 8,99 × 10⁹ N·m²/C².

q = +100 nCr = 20 cm
E = N/C
3.Mittel
−−4 µC−−3 µC++10 µC15 cm + 5 cm

Drei Punktladungen liegen auf einer Geraden: −4 µC links, +10 µC rechts im Abstand 20 cm und −3 µC dazwischen, 15 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 = −4 µCqR = +10 µCqM = −3 µCrL = 15 cmrR = 5 cm
F = N
4.Mittel
++5 µC++6 µCE = 030 cm

Ladungen von +5 µC und +6 µC sind 30 cm voneinander entfernt. In welchem Abstand x von der Ladung +5 µC ist das elektrische Feld auf der Verbindungslinie null?

q1 = +5 µCq2 = +6 µCd = 30 cm
x = cm
5.Schwer
4 cm6 cm+q1​ = +6 µC+q3​ = +1 µC+q2​ = +3 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 4 cm davon entfernt entlang der einen Kathete und q₂ = 3 µC 6 cm entlang der anderen. Bestimme den Betrag der resultierenden elektrischen Kraft F auf q₃.

q1 = 6 µCq2 = 3 µCq3 = 1 µCr13 = 4 cmr23 = 6 cm
F = N
6.Schwer
4 cm4 cm+q1​ = +2 µC+q3​ = +6 µC+q2​ = +1 µC

Drei positive Punktladungen sitzen an den Ecken eines rechtwinkligen Dreiecks: q₃ = 6 µC sitzt an der Ecke mit dem rechten Winkel, q₁ = 2 µC ist 4 cm davon entfernt entlang der einen Kathete und q₂ = 1 µC 4 cm entlang der anderen. Bestimme den Betrag der resultierenden elektrischen Kraft F auf q₃.

q1 = 2 µCq2 = 1 µCq3 = 6 µCr13 = 4 cmr23 = 4 cm
F = N

Lösungsschlüssel

  1. 1. a = 2,11 × 10¹⁴ m/s²
  2. 2. E = 22475 N/C
  3. 3. F = 112,7 N
  4. 4. x = 14,32 cm
  5. 5. F = 34,53 N
  6. 6. F = 75,38 N

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