Arbeitsblatt Coulombsches Gesetz & elektrische Felder mit Lösungen

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1.Leicht
−−8 µC−−3 µCr = 30 cm

Zwei Punktladungen von −8 µC und −3 µC sind 30 cm voneinander entfernt. Bestimme den Betrag der elektrischen Kraft F zwischen ihnen. Verwende k = 8,99 × 10⁹ N·m²/C².

q1 = −8 µCq2 = −3 µCr = 30 cm
F = N
2.Leicht
++8 µC++5 µCr = ?

Punktladungen von +8 µC und +5 µC üben eine Kraft von 20 N aufeinander aus. Wie weit r sind sie voneinander entfernt? Gib das Ergebnis in cm an. Use k = 8,99 × 10⁹ N·m²/C².

q1 = +8 µCq2 = +5 µCF = 20 N
r = cm
3.Mittel
++5 µC−−2 µCP10 cm

Eine Ladung von +5 µC und eine Ladung von −2 µC sind 10 cm voneinander entfernt. Der Punkt P liegt auf der Verbindungslinie zwischen ihnen, 6 cm von der ersten Ladung entfernt. Bestimme den Betrag der elektrischen Feldstärke E in P.

q1 = +5 µCq2 = −2 µCr1 = 6 cmr2 = 4 cm
E = N/C
4.Mittel
++10 µC−−6 µCr = 50 cm

Zwei gleiche kleine Metallkugeln tragen Ladungen von +10 µC und −6 µC. Sie werden zusammengebracht und dann wieder in 50 cm Abstand gebracht. Bestimme den Betrag der Kraft F zwischen ihnen jetzt. Use k = 8,99 × 10⁹ N·m²/C².

q1 = +10 µCq2 = −6 µCr = 50 cm
F = N
5.Schwer
+ + + + + +− − − − − −e⁻4,5 × 10⁷ m/s10 cmE = 4400 N/C

Ein Elektron tritt mit 4,5 × 10⁷ m/s parallel zu zwei parallelen Platten in das homogene Feld zwischen ihnen ein. Die Platten sind 10 cm lang, und das Feld zwischen ihnen beträgt 4400 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 = 4,5 × 10⁷ m/sL = 10 cmE = 4400 N/Ce = 1,602 × 10⁻¹⁹ Cme = 9,109 × 10⁻³¹ kg
y = mm
6.Schwer
10 cm6 cm+q1​ = +8 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 = 8 µC ist 10 cm davon entfernt entlang der einen Kathete und q₂ = 2 µC 6 cm entlang der anderen. Bestimme den Betrag der resultierenden elektrischen Kraft F auf q₃.

q1 = 8 µCq2 = 2 µCq3 = 1 µCr13 = 10 cmr23 = 6 cm
F = N

Lösungsschlüssel

  1. 1. F = 2,397 N
  2. 2. r = 13,41 cm
  3. 3. E = 2,372 × 10⁷ N/C
  4. 4. F = 0,1438 N
  5. 5. y = 1,911 mm
  6. 6. F = 8,756 N

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