Betrachtet wird das radialsymmetrische Feld einer positiv geladenen Hohlkugel (\(Q = 1,0 \cdot {10^{ - 7}}{\rm{As}}\) ; \(R = 1,0\rm{cm}\)).
a)Geben Sie die Beziehung für die Feldstärke \(E(r)\) an und skizzieren Sie deren Verlauf in einem \(r\)-\(E(r)\)-Diagramm im Bereich \(0{\rm{cm}} \le r \le 14{\rm{cm}}\). Dabei ist \(r\) die Entfernung eines Punktes vom Mittelpunkt der Kugel.
b)Berechnen Sie die Veränderung der potentiellen Energie (Betrag und Vorzeichen) einer negativen Probeladung \(q = -1,0 \cdot {10^{ - 10}}{\rm{As}}\), wenn diese von P1 nach P2 gebracht wird.
c)Berechnen Sie die Potentialdifferenz, die die Probeladung beim Vorgang von Teilaufgabe b) durchläuft.
d)Dem "unendlich" fernen Punkt (\({r_2} \to \infty \)) wird das Potential \(0\rm{V}\) zuordnet.
Stellen Sie eine Beziehung für \(\varphi (r)\) auf.
Skizzieren Sie in einem \(r\)-\(\varphi (r)\)-Diagramm den Verlauf des Potentials im Bereich \(0{\rm{cm}} \le r \le 14{\rm{cm}}\).