Gruppe A 2.Schularbeit aus Physik Lise 4 A/B 25.11.1998

Gruppe A
2.Schularbeit aus Physik
Lise 4 A/B
25.11.1998
Achtung : Sämtliche Aufgaben müssen auf dem Angabeblatt gelöst werden. Für richtig
beantwortete oder richtig gezeichnete Fragen ohne ersichtliche Berechnung werden keine
Punkte vergeben.
Magnetische Feldkonstante = 1,2566.10-6 Vs/Am
Punktewertung : Für jedes Beispiel 25 Punkte
1) Eine Spule mit der Eigeninduktivität L = 0,5 H und dem ohmschen Widerstand 30 Ù
ist
über einen offenen Schalter mit den Polen einer Gleichspannungsquelle mit U = 12 V
verbunden. Nach welcher Zeit in ms seit dem Einschalten beträgt der Energieinhalt des
magnetischen Feldes der Spule 90 % seines Maximalwertes ?
a) 45,2
b) 47,5
c) 49,5
d) 52,5
e) 55,0
f) 58,2
Antwort :
2) Welchen Betrag besitzt die zwischen den Enden eines s = 2 cm langen geraden Leiters
induzierte Spannung in mV, wenn er sich mit der Geschwindigkeit v = 2,5 m/s duch ein
Magnetfeld mit B = 0,14 T bewegt ? Dabei beträgt der Winkel zweischen v und B genau
120o, während s genau normal zu B und v steht !
a) 3,5
b) 4,2
c) 5,5
d) 6,1
e) 7,0
f) 7,5
Antwort :
3) Der Strom durch eine Feldspule (sie dient nur zum Erzeugen eines homogenen
Magnetfeldes in ihrem Inneren) wird innerhalb von 36 s so verändert, daß zwischen den
Enden einer in gleicher Achse im homogenen Magnetfeld liegenden zweiten Spule ( A2 = 3
cm2, n2 = 420) die Spannung –1,4 mV induziert wird. Auf welche Flußdichte B in T wird
dabei das Magnetfeld verändert, wenn die anfängliche Flußdichte Bo = 0,3 T betragen hat ?
a) 1,5
b) 1,2
c) 1,0
d) 0,8
e) 0,7
f) 0,5
Antwort :
4) In der untenstehenden Zeichnung ist der zeitliche Verlauf des magnetischen Flusses durch
eine einfache Leiterschleife gegeben. Zeichne möglichst genau in das danebenstehende
Koordinatensystem den zeitlichen Verlauf der Induktionsspannung ein, die ein mit den Enden
der Leiterschleife verbundenes Voltmeter anzeigt. (Berechnung nicht vergessen !)
Ö (mWb)
U (mV)
0,6
1
0,2
0,8
0,2
t/s
-0,3
0,8
t/s
Gruppe B
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Lise 4 A/B
25.11.1998
Achtung : Sämtliche Aufgaben müssen auf dem Angabeblatt gelöst werden. Für richtig
beantwortete oder richtig gezeichnete Fragen ohne ersichtliche Berechnung werden keine
Punkte vergeben.
Magnetische Feldkonstante = 1,2566.10-6 Vs/Am
Punktewertung : Für jedes Beispiel 25 Punkte
1)
d
b
a
a) 1,25
b) 0,93
c) 0,72
d) 0,51
Gegeben ist ein Leiter, der vom
Ý Strom Ý = 12 A durchflossen wird.
Berechne den magn. Fluß in ìWb,
der durch die rechteckige Fläche
geht. a = 6 cm, b =2 cm, d = 3 mm.
(Ableitung der Beziehungen !!)
e) 0,38
f) 0,29
Antwort :
2) Welchen Betrag besitzt die zwischen den Enden eines s = 4 cm langen geraden Leiters
induzierte Spannung in mV, wenn er sich mit der Geschwindigkeit v = 1,8 m/s duch ein
Magnetfeld mit B = 0,21 T bewegt ? Dabei beträgt der Winkel zweischen v und B genau 90o,
während s genau normal zu v steht und mit B den Winkel 120o einschließt !
a) 7,5
b) 9,6
c) 11,5
d) 13,1
e) 15,1
f) 17,5
Antwort :
3) Der Strom durch eine Feldspule (sie dient nur zum Erzeugen eines homogenen
Magnetfeldes in ihrem Inneren) wird innerhalb von 25 s so verändert, daß die magn.
Flußdichte von 1,2 T auf 0,1 T abnimmt. Welche Spannung in mV wird dabei zwischen den
Enden einer in gleicher Achse im homogenen Magnetfeld liegenden zweiten Spule ( A2 = 1
cm2, n2 = 200) induziert ?
a) 1,51
b) 1,26
c) 1,05
d) 0,88
e) 0,75
f) 0,53
Antwort :
4) In der untenstehenden Zeichnung ist der zeitliche Verlauf der Induktionsspannung
zwischen den Enden einer einfachen Leiterschleife angegeben . Zeichne möglichst genau in
das danebenstehende Koordinatensystem den zeitlichen Verlauf des magnetischen Flusses
durch die Leiterschleife ein, durch den diese Induktionsspannung verursacht wird, die ein
Voltmeter anzeigt. (Berechnung nicht vergessen !)
Öo (bei to = 0 s) ist –0,3 mWb !
Ö (mWb)
U (mV)
0,3
2,5
0,2
0,2
0,8
0,8
t/s
t/s
-1,5