Arbeitsblatt Coulombsches Gesetz & elektrische Felder mit Lösungen

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1.Leicht
+ + + + + +− − − − − −e⁻E = 2600 N/C

Ein Elektron (Ladung −1,602 × 10⁻¹⁹ C, Masse 9,109 × 10⁻³¹ kg) befindet sich in einem homogenen elektrischen Feld von 2600 N/C. Bestimme unter Vernachlässigung der Schwerkraft den Betrag seiner Beschleunigung a.

E = 2600 N/C|q| = 1,602 × 10⁻¹⁹ Cm = 9,109 × 10⁻³¹ kg
a = m/s²
2.Leicht
−−40 nCPr = 8 cm

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

q = −40 nCr = 8 cm
E = N/C
3.Mittel
++8 µC++3 µCP30 cm

Eine Ladung von +8 µC und eine Ladung von +3 µC sind 30 cm voneinander entfernt. Der Punkt P liegt auf der Verbindungslinie zwischen ihnen, 18 cm von der ersten Ladung entfernt. Bestimme den Betrag der elektrischen Feldstärke E in P.

q1 = +8 µCq2 = +3 µCr1 = 18 cmr2 = 12 cm
E = N/C
4.Mittel
++8 µC−−5 µCP50 cm

Eine Ladung von +8 µC und eine Ladung von −5 µC sind 50 cm voneinander entfernt. Der Punkt P liegt auf der Verbindungslinie zwischen ihnen, 20 cm von der ersten Ladung entfernt. Bestimme den Betrag der elektrischen Feldstärke E in P.

q1 = +8 µCq2 = −5 µCr1 = 20 cmr2 = 30 cm
E = N/C
5.Schwer
+−P2 × 4 cm10 cm+10 µC−10 µC

Ladungen von +10 µC und −10 µC sind 8 cm voneinander entfernt. Punkt P liegt 10 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 = 8 cmh = 10 cm
E = N/C
6.Schwer
5 cm5 cm+q1​ = +8 µC+q3​ = +10 µC+q2​ = +5 µC

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

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

Lösungsschlüssel

  1. 1. a = 4,573 × 10¹⁴ m/s²
  2. 2. E = 56188 N/C
  3. 3. E = 346836 N/C
  4. 4. E = 2,297 × 10⁶ N/C
  5. 5. E = 5,757 × 10⁶ N/C
  6. 6. F = 339,2 N

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