LGÖ Ks
Ph 11 2-stündig
Schuljahr 2015/2016
Aufgaben zu: Spannung und Potenzial
1) Bei einer Braun’schen Röhre beträgt die Beschleunigungsspannung zwischen der Glühkathode
und der Anode 250 V.
a) Welche Energie hat ein Elektron, wenn es die Anode passiert? Vernachlässige dabei die
Anfangsenergie des Elektrons beim Austreten aus der Glühkathode.
b) Mit welcher Geschwindigkeit passiert das Elektron die Anode?
2) Welche Kraft erfährt ein Kügelchen der Ladung 5 nC im elektrischen Feld zwischen zwei
Kondensatorplatten, die einen Abstand von 10 cm haben und zwischen denen die Spannung
3 kV herrscht?
Hausaufgaben zu: Spannung und Potenzial
1) In einer Fernsehröhre durchläuft ein Elektron zwischen der Glühkathode und der Anode eine
Spannung U. Vernachlässige die Anfangsgeschwindigkeit des Elektrons beim Austreten aus der
Glühkathode.
a) Berechne ohne Verwendung des Ergebnisses von Teilaufgabe b), mit welcher Geschwindigkeit das Elektron die Anode passiert, wenn U  20 kV ist.
b) Gib eine Gleichung an, mit der die Endgeschwindigkeit v des Elektrons in Abhängigkeit von
der Spannung U berechnet werden kann.
Hinweis: Setze den Term für die Arbeit W, die die elektrische Feldkraft an dem Elektron
beim Durchlaufen der Spannung U verrichtet, gleich dem Term für die kinetische Energie
Ekin und löse die Gleichung nach v auf.
Berechne mithilfe dieser Gleichung die Endgeschwindigkeit v, wenn U  20 kV ist.
2) Beim Alphazerfall treten -Teilchen (die aus zwei Protonen und zwei Neutronen bestehen) mit
einer Geschwindigkeit von ungefähr 15 000 km s aus dem Atomkern aus. Welche Spannung
bräuchte man, um ein -Teilchen aus der Ruhe auf diese Geschwindigkeit zu beschleunigen?
3) In der nebenstehenden Schaltung ist U  10 V , R1  300  und
R2  500  . Als Bezugspunkt für das Potenzial wird der Minuspol der Spannungsquelle genommen.
Berechne das Potenzial im Punkt A.
R1
U
A
R2
4) Ein Elektron befindet sich zwischen zwei Kondensatorplatten, die einen Abstand von 1 cm
haben und zwischen denen die Spannung 100 V liegt. Das Wievielfache der Gewichtskraft
beträgt die elektrische Kraft, die auf das Elektron wirkt?
5) Zwischen zwei waagrechten Kondensatorplatten, die einen Abstand von 20 cm haben und
zwischen denen eine Spannung von 200 kV liegt, befindet sich ein Wattestück der Masse
0,01 g. Welche Ladung muss das Wattestück haben, damit es zwischen den Kondensatorplatten
schweben kann?
Erdbeschleunigung: g  9,81 m s 2
Elektronenmasse: me  9,11  1031 kg
Neutronenmasse: mn  1, 68  1027 kg
3b_auf_spannungundpotenzial
Elementarladung: e  1, 60  1019 C
Protonenmasse: mp  1, 67  1027 kg
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Spannung und Potenzial - Lehrer-Uni