Musterseite - Duden Schulbuch

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Elektrodynamik
414 474 Induktionsspule
20.
Auf einem Eisenkern befinden sich eine felderzeugende Spule 1 und eine Induktionsspule 2.
Spule 2
Spule 1
Eisenkern
V
Ui
a) Geben Sie mindestens drei Möglichkeiten der
Erzeugung einer Induktionsspannung in Spule 2
an. Begründen Sie Ihre Vorschläge.
b) Wie kann man erreichen, dass in Spule 2 eine
möglichst große Spannung induziert wird?
413 364 Freier Fall im Feld
21.
Ein gerader Leiter von 10 cm
v B = 4,8 mT
Länge wird losgelassen, fällt
herunter und trifft nach
50 cm so auf ein homogenes
Magnetfeld, wie es nachfolgend skizziert ist.
a) Mit welcher Geschwindigkeit tritt der Leiter in
das Magnetfeld ein?
b) In welche Richtung bewegen sich dann die Elektronen im Leiter?
c) Wie groß ist unmittelbar nach dem Eintreten in
das Magnetfeld die zwischen den Enden des Leiters bestehende Spannung?
d) Wie verändert sich diese Spannung, wenn der
Leiter im Feld weiter frei fällt?
411 574 Induktionsschleife
22.
Mithilfe einer in der Straße
eingelassenen Induktionsschleife kann z. B. die
– +
Schaltung einer Ampel geA
steuert werden.
a) Beschreiben Sie die
Funktionsweise einer solchen Induktionsschleife.
b) Würde eine solche Anordnung auch ohne Spannungsquelle funktionieren?
c) Geben Sie eine Möglichkeit an, wie man mithilfe
von Induktionsschleifen die Geschwindigkeit von
Fahrzeugen ermitteln könnte.
d) Wie groß ist die Geschwindigkeit des Fahrzeugs,
wenn zwei Leiterschleifen 5,2 m voneinander
entfernt sind und zwischen den Spannungsstößen eine Zeit von 0,28 Sekunden gemessen wird?
412 044 Anwendungen
23.
Bei Anwendungen der elektromagnetischen Induktion ändert sich entweder die magnetische
Flussdichte oder die wirksame Fläche mit der Zeit.
Beschrieben werden können diese beiden Möglichkeiten mit den Gleichungen:
∆B
Ui = – N · A · }
bzw.
∆t
∆A
Ui = – N · B · }
∆t
a) Nennen Sie je ein technisches Gerät, dessen Wirkungsweise auf den in den Gleichungen beschriebenen Zusammenhängen basiert.
b) Beschreiben Sie den Aufbau und die Wirkungsweise der betreffenden Geräte.
411 994 Veränderliches Magnetfeld
24.
Im Diagramm ist für ein magnetisches Feld, das eine
Spule durchsetzt, die zeitliche Abhängigkeit des
magnetischen Flusses dargestellt.
Vergleichen Sie die in den einzelnen Abschnitten
entstehenden Induktionsspannungen.
Φ
I
t0
II
t1
III
t2
IV
t3
V
t4
t
412 494 Bewegte Leiterschleife
25.
Eine quadratische Leiterschleife mit einer Seitenlänge von 6,0 cm befindet sich vollständig in einem
homogenen Magnetfeld (B = 4,5 mT) und wird von
diesem senkrecht durchsetzt.
a) Berechnen Sie den magnetischen Fluss durch
die Leiterschleife. Wie verändert sich der magnetische Fluss, wenn die Leiterschleife um 45°
bzw. um 90° gedreht wird?
b) Die Leiterschleife wird parallel zu den Feldlinien
bewegt. Welche Aussage kann man über die Induktionsspannung treffen?
c) Die vom magnetischen Feld senkrecht durchsetzte Leiterschleife wird innerhalb von 0,50 s
vollständig aus dem Feld herausbewegt. Welche
Aussage kann man dann über die Induktionsspannung treffen?
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