Aufgabenblatt 16 Lorentzkraft

Leistungskurs Physik 12/1
Aufgabensammlung zur Lorentzkraft
05.08.2008
Aufgabe 107:
Ein waagerechter Draht von 15 cm Länge wird von einem Strom von 5 A
durchflossen. Geben Sie Betrag und Richtung der magnetischen Flussdichte des
kleinsten Magnetfeldes an, das den Draht mit der Masse 4g noch in der Schwebe hält.
Aufgabe 108:
Ein Proton bewegt sich in einem homogenen Magnetfeld der Flussdichte B = 2 Vs/m2
mit einer Geschwindigkeit v = 7,5 10-5 m/s senkrecht zu den Feldlinien. Berechnen Sie
den Radius seiner Kreisbahn.
Aufgabe 109:
Die magnetische Flussdichte im homogenen Teil des Helmholtz-Spulen-Feldes wird mit
einer Hall-Sonde zu B = 9,65 10-4 T bestimmt. Bei einer Beschleunigungs-spannung
von U = 210 V wird im Fadenstrahlrohr der Durchmesser der Kreisbahn d = 10,2 cm
gemessen. Berechnen Sie daraus die spezifisch Ladung e/m der Elektronen.
Aufgabe 110:
In einem Zyklotron ist der maximale Krümmungsradius der Bahnkurve von geladenen
Teilchen = 0,8 m. Die magnetische Flussdichte beträgt B = 1,5 T. Welche
Potentialdifferenz in einem elektrischen Feld müssten Protonen durchlaufen, damit sie
dieselbe Endgeschwindigkeit wie in dem betrachteten Zyklotron erhalten ?
Aufgabe 111:
Ein gerader Leiter befindet sich in einem homogenen Magnetfeld. Der Leiter wird von
einem Strom der Stärke I = 4,52 A durchflossen. Die Richtung des Stromes und die
Richtung des Magnetfeldes schließen einen Winkel von 450 ein. Die magnetische
Flussdichte B hat den Betrag B = 2,33 10-3 T.
Welchen Betrag hat die auf l = 5 cm Leiterstücklänge wirkende magnetische Kraft F ?
(3,72 10-4 N)
Aufgabe 112:
Eine zylindrische Spule wird von einem Strom durchflossen. Sie befindet sich in einem
homogenen Magnetfeld, ihre Achse verläuft parallel zu den Feldlinien des Magnetfeldes. Es ist zu zeigen, dass die auf die Spule wirkende Gesamtkraft gleich Null ist.
Aufgabe 113:
Das Magnetfeld eines für ein Drehspulinstrument verwendeten Magneten hat die
magnetische Flussdichte B = 0,0012 T. Welche Stärke I hat er durch den Kupferdraht
der Spule fließende Strom, wenn auf l = 15 mm Leiterstücklänge die Kraft
F = 4,5 10-7 N wirkt ? (I = 25 mA)
Aufgabe 114:
Ein Ganzmetallflugzeug mit der Spanweite l = 44 m fliegt mit der Geschwindigkeit v =
900 km/h von Osten nach Westen. Die Flussdichte des erdmagnetischen Feldes ist B
= 5,5 10-5 T, der Vektor B bildet mit der Horizontalen den Winkel 750 und weist in die
Erde hinein. Die Horizonzalkomponente B' von B soll als exakt von Süden nach Norden
weisend angenommen werden.
Welche Spannung haben die Flügelspitzen des Flugzeugs gegeneinander ? Welcher
Flügel wird positiv geladen ? ( U = 0,584 V)