Gruppe A 4.Schularbeit aus Physik Lise 3 A/B 1.4.1998

Gruppe A
4.Schularbeit aus Physik
Lise 3 A/B
1.4.1998
Achtung : Sämtliche Beispiele müssen auf dem Angabeblatt gelöst werden. Für richtig beantwortete
Fragen ohne ersichtliche Berechnung werden keine Punkte vergeben.
Konstante Größen : åo = 8,85.10-12 C/Vm
Punktewertung : Für jedes Beispiel werden 25 Punkte vergeben
1) Berechne die Ladung (in ìC) einer Kugel mit dem Radius R , von der bekannt ist :
è die Feldstärke auf der Oberfläche beträgt ER = 4,5.105 V/m
è das Potential in einem Ort, der von der Kugeloberfläche den Abstand d = 40 cm besitzt, beträgt V = 90 kV.
a) 6
b) 8
c) 10
d) 12
e) 14
f) 16
Achtung :
2) Ein optisches Gitter besitzt 5000 Striche/cm. Es wird mit dem grünen Lichtanteil des Quecksilberspektrums
beleuchtet, dessen Wellenlänge 546,1 nm beträgt. Das Gitter steht parallel zu einem a = 5 m entfernten Schirm
und wird vom Licht unter rechtem Winkel getroffen. Berechne die Entfernung des Maximums 1. Ordnung vom
Maximum 2. Ordnung auf dem Schirm in m !
a) 1,42
b) 1,84
c) 2,25
d) 2,86
e) 3,26
f) 3,42
Antwort :
3) Drei gleich große Ladungen Q = 4.10-7 C sind an den Ecken eines rechtwinkeligen Dreiecks mit den
Seiten a = 10 cm, b = 8 cm und c = 6 cm angeordnet. Welche Arbeit in mJ ist aufzuwenden, um aus
dem rechtwinkeligen Dreieck ein gleichseitiges mit der Seitenlänge 6 cm zu machen ?
a) 11,4
b) 15,6
c) 24,8
d) 31,2
e) 36,3
f) 41,9
Antwort :
4) In der nebenstehenden Skizze ist eine Schaltung von
Kondensatoren angegeben. Diese Schaltung wird an eine
Spannungsquelle angeschaltet und bleibt auch nach dem
Aufladen mit ihr verbunden. Berechne, um wieviel Prozent die
ursprüngliche Ladung des Systems sich verändert, wenn in den
Kondensator C2 ein Dielektrikum mit år2 = 3 und in den
Kondensator C3 eines mit år3 = 2 eingeschoben wird !
C1 = 4 ìF ; C 2 = 9 ìF ; C 3 = 5 ìF
a) 100
b) 92
c) 84
d) 74
e) 68
C1
C2
C3
f) 60
Antwort :
Gruppe B
4.Schularbeit aus Physik
Lise 3 A/B
1.4.1998
Achtung : Sämtliche Beispiele müssen auf dem Angabeblatt gelöst werden. Für richtig beantwortete
Fragen ohne ersichtliche Berechnung werden keine Punkte vergeben.
Konstante Größen : åo = 8,85.10-12 C/Vm
Punktewertung : Für jedes Beispiel werden 25 Punkte vergeben
1) Drei gleich große Ladungen Q = 6,5.10-7 C sind an den Ecken eines gleichseitigen Dreiecks mit der
Seitenlänge 12 cm angeordnet. Welche Arbeit in mJ ist aufzuwenden, um aus dem gleichseitigen
Dreieck ein rechtwinkeliges Dreieck mit den Seitenlängen 13 cm, 12 cm und 5 cm zu machen ?
a) 11,4
b) 15,6
c) 24,8
d) 31,2
e) 36,3
f) 41,9
Achtung :
2) Ein optisches Gitter besitzt 6000 Striche/cm. Es wird mit dem Licht eines He-Ne-Lasers, dessen Wellenlänge
632 nm beträgt, beleuchtet. Das Gitter steht parallel zu einem a (in cm) entfernten Schirm und wird vom Licht
unter rechtem Winkel getroffen. Berechne die Entfernung a, wenn auf dem Schirm, der 2 m breit ist, gerade
noch die beiden Maxima 2.Ordnung abgebildet werden können !
a) 100
b) 80
c) 86
d) 122
e) 130
f) 142
Antwort :
3) In der nebenstehenden Skizze ist eine Schaltung von
Kondensatoren angegeben. Diese Schaltung wird an eine
Spannungsquelle mit U = 130 V angeschaltet und nach dem
Aufladen wieder von ihr getrennt. Berechne die Spannung
Zwischen den Enden der Schaltung, wenn in den
Kondensator C1 ein Dielektrikum mit år1 = 2 und in den
Kondensator C3 eines mit år3 = 3 eingeschoben wird !
C1 = 4 ìF ; C 2 = 9 ìF ; C 3 = 5 ìF
a) 82.1
b) 75,5
c) 69,1
d) 64,9
C1
C2
C3
e) 56,6
f) 52,5
Antwort :
4) Auf einer Kugel mit dem Radius R beträgt die Ladung Q = 3.10-7 C und die Feldstärke ER = 2,7.105
V/m. Berechne das Potential in kV in einem Ort, der von der Oberfläche der Kugel d = 20 cm entfernt
ist !
a) 3
b) 5
c) 7
d) 9
e) 11
f) 13
Antwort :