Leistungskurs Physik 11/1 31.03.2008 Aufgabensammlung zum

Leistungskurs Physik 11/1
Aufgabensammlung zum elektrischen Feld
31.03.2008
Aufgabe 68:
In einem homogenen Feld der Feldstärke E = 2,5 104 V/m wird die Ladung Q = 2 10-9 C gebracht.
a) Wie groß ist die Kraft, die auf die Ladung wirkt ?
b) Welche Überführungsarbeit wird verrichtet, wenn die Ladung entgegen den Feldlinien über eine
Strecke von s = 2 cm bewegt wird ?
c) Welche Potentialdifferenz besteht zwischen Anfangs- und Endpunkt dieser Strecke ?
Aufgabe 69:
Ein Elektron der Masse m = 9 10-31 kg und der Ladung q = 1,6 10-19 C wird durch ein elektrisches
Feld im Vakuum so lange beschleunigt, bis es die Geschwindigkeit v = 3 105 m/s besitzt.
a) Welche kinetische Energie besitzt es dann ?
b) Wie groß ist die dazu benötigte Beschleunigungsspannung ?
Aufgabe 70:
In das homogene Feld eines Plattenkondensators (U = 5 kV, d = 2 cm) wird eine Kugel mit der
Masse m = 0,001 g und der Ladung Q = 10-9 As gebracht.
a) Welche Kraft wirkt auf die Kugel, wenn die Gewichtskraft und die elektrische Feldstärke gleiche
bzw. entgegengesetzte Richtung besitzen ?
b) Die Feldstärke sei nun senkrecht zur Gravitationskraft gerichtet und die Kugel befinde sich
unmittelbar vor der linken Kondensatorplatte und werde von der rechten angezogen.
(1) Wo trifft die Kugel auf die rechte Platte ?
(2) Welche Zeit braucht die Kugel dazu ?
Aufgabe 71:
Wie groß ist die Spannung zwischen zwei Punkten in einem homogenen elektrischen Feld der
Stärke E = 300 V/cm, deren Abstand in Richtung der Feldlinien d = 10 cm beträgt ?
Aufgabe 72:
Ein Plattenkondensdator mit der Plattenfläche A = 0,04 m2 und dem Plattenabstand d = 8 cm wird
mit einer Spannungsquelle aufgeladen und dann von dieser getrennt.
a) Bei einem Influenzversuch wird mit einem Influenzplattenpaar (Plattenfläche 25 cm2) die
influenzierte Ladung von 3 10-9 C bestimmt. Berechnen Sie die Verschiebungsdichte D und die
Ladung Q des Plattenkondensators.
b) Wie groß ist die Feldstärke im Plattenkondensator ?
c) Wie groß ist die Spannung, die am Kondensator lag ?
d) Wie groß ist die Arbeit, um eine Probeladung q = 6 10-8 As von der einen zur anderen
Kondensatorplatte zu bewegen ?
Aufgabe 73:
Die elektrische Feldstärke auf der Erdoberfläche beträgt etwa 100 V/m und ist zum Erdmittelpunkt
hin gerichtet. Welche Ladung trägt die Erdkugel ?
Aufgabe 74:
Ein Plattenkondensator mit der Fläche A = 2 dm2 und dem Plattenabstand d = 2 cm ist mit einer
Spannungssquelle der Spannung 5 KV verbunden.
a) Berechnen Sie die Kapazität, die Ladung, die Feldstärke, die Verschiebungsdichte.
b) Wie ändern sich Kapazität, Ladung, Feldstärke, wenn der Plattenabstand ohne bzw. nach
Abschaltung der Spannungsquelle verdreifacht wird ?