Das elektrische Feld

Physik eA - 2012
Klausur Nr. 1
07. September 2010
Das elektrische Feld
1. Aufgabe
Mit einer Stromwaage wird die elektrische Feldstärke eines Plattenkondensators bestimmt. Man
erhält:
.
a) Skizziere den Versuchsaufbau und beschreibe das Messverfahren! Die Stromwaage zeigt
während der Messung den Wert
an. Berechne die für die Bestimmung von noch
fehlende Messgröße!
b) Der Abstand der beiden Kondensatorplatten beträgt
. Berechne die am Kondensator
angelegte Spannung!
c) Eine kleine Aluminiumkugel mit der Masse
soll im elektrischen Feld des
Plattenkondensators schweben. Hierzu wird sie mit Elektronen aufgeladen. Berechne !
d) Zeichne ein Feldlinienbild zu dem in c) beschriebenen Versuch!
2. Aufgabe
An einem Plattenkondensator wird zu unterschiedlichen Ladespannungen die jeweils gespeicherte
Ladungsmenge gemessen. Man erhält die folgende Tabelle:
0,4
6,2
0,9
14,0
1,7
26,5
2,2
34,3
2,8
43,6
3,5
54,6
4,0
62,4
a) Skizziere den Versuchsaufbau!
b) Bestimme aus den Messwerten eine geeignete Regression und gib den physikalischen
Zusammenhang zwischen und an! Bestimme die Kapazität des Kondensators!
c) Begründe mit Hilfe einer Skizze: Die elektrische Arbeit ist die Fläche unter der
d) Die in unserem Kondensator gespeicherte Energie ist
begründet her! Berechne die bei
!
. Leite diese Formel
gespeicherte Energie!
3. Aufgabe
Eine kleine Metallkugel besitzt die Masse
und wird mit
wird senkrecht von unten nach oben in ein vertikales elektrisches Feld mit
und besitzt die Anfangsgeschwindigkeit
negativ aufgeladen. Sie
geschossen
.
a) Berechne die von der Kugel über dem Einschussloch erreichte Höhe, wenn man nur ihre
Masse, aber nicht ihre Ladung berücksichtigt!
b) Berechne die von der Kugel über dem Einschussloch erreichte Höhe, wenn man nur ihre
Ladung, aber nicht ihre Masse berücksichtigt!
c) Berechne die von der Kugel über dem Einschussloch erreichte Höhe, wenn man sowohl ihre
Masse als auch ihre Ladung berücksichtigt!
d) Erläutere deine Berechnungen und Ergebnisse!
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