Arbeitsblatt Coulombsches Gesetz & elektrische Felder mit Lösungen

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1.Leicht
−−3 µC++3 µCr = 10 cm

Zwei Punktladungen von −3 µC und +3 µC sind 10 cm voneinander entfernt. Bestimme den Betrag der elektrischen Kraft F zwischen ihnen. Verwende k = 8,99 × 10⁹ N·m²/C².

q1 = −3 µCq2 = +3 µCr = 10 cm
F = N
2.Leicht
+ + + + + +− − − − − −e⁻E = 2500 N/C

Ein Proton (Ladung 1,602 × 10⁻¹⁹ C, Masse 1,673 × 10⁻²⁷ kg) befindet sich in einem homogenen elektrischen Feld von 2500 N/C. Bestimme unter Vernachlässigung der Schwerkraft den Betrag seiner Beschleunigung a.

E = 2500 N/C|q| = 1,602 × 10⁻¹⁹ Cm = 1,673 × 10⁻²⁷ kg
a = m/s²
3.Mittel
++4 µC−−8 µCP30 cm

Eine Ladung von +4 µC und eine Ladung von −8 µC sind 30 cm voneinander entfernt. Der Punkt P liegt auf der Verbindungslinie zwischen ihnen, 12 cm von der ersten Ladung entfernt. Bestimme den Betrag der elektrischen Feldstärke E in P.

q1 = +4 µCq2 = −8 µCr1 = 12 cmr2 = 18 cm
E = N/C
4.Mittel
++2 µC−−1 µCP60 cm

Eine Ladung von +2 µC und eine Ladung von −1 µC sind 60 cm voneinander entfernt. Der Punkt P liegt auf der Verbindungslinie zwischen ihnen, 30 cm von der ersten Ladung entfernt. Bestimme den Betrag der elektrischen Feldstärke E in P.

q1 = +2 µCq2 = −1 µCr1 = 30 cmr2 = 30 cm
E = N/C
5.Schwer
L = 30 cm20°qq

Zwei gleiche kleine Kugeln mit je 10 g hängen an isolierenden Fäden von 30 cm Länge am selben Punkt. Sie erhalten gleiche Ladungen, und jeder Faden stellt sich unter 20° gegen die Vertikale ein. Verwende g = 9,81 m/s². Bestimme die Ladung q jeder Kugel in nC. Use k = 8,99 × 10⁹ N·m²/C².

m = 10 gL = 30 cmθ = 20°g = 9,81 m/s²
q = nC
6.Schwer
++P2 × 6 cm4 cm+10 µC+10 µC

Ladungen von +10 µC und +10 µC sind 12 cm voneinander entfernt. Punkt P liegt 4 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 = +10 µCq2 = +10 µCd = 12 cmh = 4 cm
E = N/C

Lösungsschlüssel

  1. 1. F = 8,091 N
  2. 2. a = 2,394 × 10¹¹ m/s²
  3. 3. E = 4,717 × 10⁶ N/C
  4. 4. E = 299667 N/C
  5. 5. q = 409 nC
  6. 6. E = 1,918 × 10⁷ N/C

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