Gruppe A 3. Schularbeit aus Physik Lise 3 A/B 23.12.1998

Gruppe A
3. Schularbeit aus Physik
Lise 3 A/B
23.12.1998
Achtung : Alle Beispiele müssen auf dem Angabeblatt gelöst werden. Für richtig beantwortete Fragen ohne ersichtliche Berechnung werden keine Punkte vergeben.
e = 1,6.10-19 C ; mp = 1,67.10-27 kg ; mO = 2,656.10-26 kg ; mCa = 6,636.10-26 kg
Punktewertung : Für jedes Beispiel 20 Punkte
1) Eine Rolle mit 50 m Eisendraht besitzt die Masse 0,3 kg. In einem magnetischen Feld steht
ein Stück der Länge L von diesem Eisendraht normal zu den Feldlinien. Fließt durch dieses
Stück in einer bestimmten Richtung ein Strom der Stärke 1,5 A, dann wird dieses Stück
gewichtslos. Berechne die magnetische Flußdichte des Magnetfeldes in mT !
a) 90
b) 80
c) 70
d) 60
e) 50
f) 40
Antwort :
2) Ein á – Teilchen fliegt mit der Geschwindigkeit v =
4,5.106 m/s normal zu den Feldlinien in ein Magnetfeld,
dessen Querschnitt quadratisch mit der Seitenlänge a =
18 cm ist. Es verläßt das Magnetfeld unter dem Winkel 10o
zur Normalen auf eine Seite des Quadrates. Berechne die
magnetische Flußdichte B in T.
a) 1,25
b) 1,21
c) 1,10
d) 1,05
e) 0,95
f) 0,86
B
+++++++++
+++++++++
a +++++++++
+++++++++
+++++++++
+++++++++
a/2
a/2
v
Achtung :
á
3) Ein Proton fliegt mit der Geschwindigkeit vo normal zu den Feldlinien symmetrisch in
einen Ablenkkondensator (UA = 10 V ; d = 1,8 cm ; L = 3 cm) hinein und verläßt ihn unter
einem Winkel á = 4,5o mit der Waagrechten. Berechne die Beschleunigungsspannung UB in
V, durch die das Teilchen auf diese Geschwindigkeit vo gebracht wurde (mit Ableitung der
Beziehungen !).
a) 45,0
b) 62,7
c) 91,2
d) 105,9
f) 165,0
f) 210,3
Antwort :
4) In einem Ionenstrahl, der in einem einfachen Massenspektrographen durch die Spannung
UB = 2000 V beschleunigt wurde, befinden sich vollkommen ionisierte (stripped) O816 und
Ca2040 Kerne. Diese dringen normal zu den Feldlinien in das Magnetfeld mit B = 0,015 T ein.
Berechne den Abstand der Bildpunkte auf der Fotoplatte, die dem Sauerstoff und dem
Kalzium zugeordnet werden können, in Millimeter (Ableitung der Beziehungen !).
a) 0,36
b) 0,42
c) 0,46
d) 0,50
e) 0,55
f) 0,62
Antwort :
5) Ein geladenes Teilchen (m ; q) fliegt mit der Geschwindigkeit vo symmetrisch zu den
Platten und normal zu den Feldlinien in einen Ablenkkondensator (UA ; d ; L) . Beweise, daß
die Verlängerung der Bewegungsrichtung des Teilchens nach dem Verlassen des
Kondensators nach Rückwärts immer durch die Kondensatormitte geht !
Gruppe B
3. Schularbeit aus Physik
Lise 3 A/B
23.12.1998
Achtung : Alle Beispiele müssen auf dem Angabeblatt gelöst werden. Für richtig beantwortete Fragen ohne ersichtliche Berechnung werden keine Punkte vergeben.
e = 1,6.10-19 C ; mp = 1,67.10-27 kg ; mAl = 4,4805.10-26 kg ; mFe = 9,2884.10-26 kg
Punktewertung : Für jedes Beispiel 20 Punkte
1) Ein geladenes Teilchen (m ; q) fliegt mit der Geschwindigkeit vo symmetrisch zu den
Platten und normal zu den Feldlinien in einen Ablenkkondensator (UA ; d ; L) . Die
Ablenkspannung ist so groß, daß das Teilchen gerade noch den Kondensator verlassen kann
und nicht auf eine Platte prallt. Beweise, daß die Verlängerung der Bewegungsrichtung des
Teilchens nach dem Verlassen des Kondensators nach Rückwärts immer die Diagonale des
Rechteckes mit den Seiten d und L ist !
2) In einem Ionenstrahl, der in einem einfachen Massenspektrographen durch die Spannung
UB = 2500 V beschleunigt wurde, befinden sich vollkommen ionisierte (stripped) Al1327 und
Fe2656 Kerne.Diese dringen normal zu den Feldlinien in das Magnetfeld mit B = 0,815 T ein.
Berechne den Abstand der Bildpunkte auf der Fotoplatte, die dem Aluminium und dem Eisen
zugeordnet werden können, in Millimeter (Ableitung der Beziehungen !).
a) 0,36
b) 0,42
c) 0,46
d) 0,50
e) 0,55
f) 0,62
Antwort :
3) Eine Rolle mit 32 m Eisendraht besitzt die Masse 0,25 kg. In einem magnetischen Feld mit
B = 0,05 T steht ein Stück der Länge L von diesem Eisendraht normal zu den Feldlinien.
Fließt durch dieses Stück in einer bestimmten Richtung ein Strom , dann wird dieses Stück
gewichtslos. Berechne die dazu erforderliche Stromstärke in A !
a) 1,50
b) 1,56
c) 1,60
d) 1,62
e) 1,68
f) 1,75
Antwort :
4) Ein Proton fliegt mit der Geschwindigkeit v =
16.106 m/s normal zu den Feldlinien in ein Magnetfeld,
dessen Querschnitt quadratisch mit der Seitenlänge a =
20 cm ist. Es verläßt das Magnetfeld unter dem Winkel 20o
zur Normalen auf eine Seite des Quadrates. Berechne die
magnetische Flußdichte B in T.
a) 1,25
b) 1,21
c) 1,10
d) 1,05
e) 0,95
f) 0,86
B
+++++++++
+++++++++
a +++++++++
+++++++++
+++++++++
+++++++++
a/2
a/2
v
á
Achtung :
5) Ein á-Teilchen fliegt mit der Geschwindigkeit vo = 2.105 m/s normal zu den Feldlinien
symmetrisch in einen Ablenkkondensator (UA ; d = 1,6 cm ; L = 2,6 cm) hinein und verläßt
ihn unter einem Winkel á = 5o mit der Waagrechten. Berechne die Ablenkspannung UA in V
(mit Ableitung der Beziehungen !).
a) 45,0
b) 62,7
c) 91,2
d) 105,9
f) 165,0
f) 210,3
Antwort :