Aufgaben zum elektrischen Feld

 

Aufgabe 1)

In das homogene Feld eines Plattenkondensators (d = 10 cm) wird eine Kugel der Masse m = 1,1 mg und der positiven Ladung q = 2,4·10-9 As gebracht. Die elektrische Feldstärke ist parallel zur Gravitationskraft gerichtet. Wie groß muss die Spannung zwischen den Platten des Kondensators gewählt werden, damit die Kugel im Kondensatorfeld schwebt?

 

Aufgabe 2)

Ein Plattenkondensator mit quadratischen Platten der Kantenlänge s = 14 cm und dem Plattenabstand d1 = 20 mm wird an eine Gleichspannungsquelle mit U1 = 80V angeschlossen. Nachdem der Kondensator geladen wurde, wird er von der Spannungsquelle getrennt.

a) 

Berechnen Sie die Ladung Q1 auf einer Kondensatorplatte und die elektrische Feldstärke E1 im Raum zwischen den Platten. [zur Kontrolle: Q1 = 6,9·10-10C]

 

 

Der Plattenabstand wird nun auf d2 = 15mm verringert.

 

 

b) 

Wie groß ist jetzt die zwischen den Platten bestehende Spannung U2?

Berechnen Sie die Änderung ΔWel der im Kondensator gespeicherten elektrischen Feldenergie infolge der Änderung des Plattenabstands von d1 auf d2.

 

 

Aufgabe 3)

 

Eine geladene Kugel (|q| = 4,0·10-9 As; m = 0,30 g) hängt an einem l = 1,50 m langen Faden. In einem homogenen elektrischen Feld wird die Kugel um Δx = 12 mm ausgelenkt. a) Welches Vorzeichen besitzt die Kugelladung?

 

 

b) Berechnen Sie die den Betrag der Feldstärke des homogenen Feldes.

 

 




Nun folgen die  Lösungen:


Lösung Aufgabe 1)

 

 

Lösung Aufgabe 2)

 

 

Lösung Aufgabe 3)