Grundkurs Physik 12/1 1. Kursarbeit aus der Physik 29.10.2013 Aufgabe 1: Erläutere folgende Begriffe mit jeweils einem Satz: magnetischer Fluss d) Hysterese e) Lenz'sche Regel b) Ferromagnetismus f) Thomson'scher Ringversuch c) Remanenz Aufgabe 2: Versuch: a) Beschreibe den Grundversuch zur Messung der Induktionsspannung bei veränderlichem äußeren Magnetfeld: beschriftete Skizze und Durchführungsanleitung. b) Von welchen Größen des Versuchs hängt die gemessene Induktionsspannung ab ? c) In einer langen zylindrischen Feldspule liegt eine kurze Induktionsspule. Die Spulenachsen sind parallel. Die Länge der Feldspule beträgt l = 0,45 m, ihre Windungszahl n1 = 400. Die Induktionsspule hat n2 = 1800 Windungen, die von den Windungen umschlossene Fläche beträgt A = 7,5 cm2. In welcher Zeit t muss die Stromstärke I in der Feldspule von Null auf ein Ampere wachsen, damit an den Enden der Induktionsspule die Spannung Ui = 6 mV induziert wird ? (0,251 s) Aufgabe 3: Gesetz von Biot-Savart: Ein mit der Stromstärke I durchflossener Leiter erzeugt ringförmige Feldlinien in einer Ebene senkrecht zum Leiter. Die Feldstärke B im Abstand r zum Leiter lässt sich aus der Defintion des Ampere herleiten a) Skizziere die Situation mit allen Größen. Begründe den proportionalen Zusammenhang zwischen B, I und r anschaulich. b) Gib die Definition des Ampere an. Leite daraus die Größe des Proportionalitätsfaktors ab. Aufgabe 4: Hall-Effekt Ein dünner Leiterstreifen der Breite b wird von einem Strom I durchflossen. Die Elektronen bewegen sich dabei mit der Geschwindigkeit v längs des Metallstreifens. Senkrecht dazu durchströmt ein Magnetfeld B den Leiterstreifen. a) Skizziere die Situation mit allen gegebenen Größen b) Welche Spannung UH ist an den Rändern des Metallstreifens messbar ? Begründe kurz. c) Gib den Zusammenhang von Hallspannung UH und Feldstärke B an. d) Bestimme bei einer Elektronengeschwindigkeit von 0,1 m/s die magnetische Flussdichte B, wenn an den Streifenrändern eine Spannung von 2 mV messbar ist. Aufgabe 5: Rechnung In einem homogenen magnetischen Feld mit der Flussdichte 0,2 T befindet sich senkrecht zu den Feldlinien eine kreisförmige Leiterschleife mit dem Radius 4,5 cm und einem Widerstand von 0,32 Die magnetische Flussdichte nimmt stetig in 3103 s auf Null ab. Welcher Strom fließt während dieses Vorgangs durch die Schleife ?