2. Kursarbeit - bei heidingers.de

Grundkurs Physik 11/1
2. Kursarbeit aus der Physik
18.03.2013
Aufgabe 1: Erläutere jeweils mit einem Satz und einer Skizze
a) Gravitation
b) homogenes Feld
c) elektrische Kraft
d) Spitzenentladung
e) Elektrofeldmeter (EFM)
Aufgabe 2: Feldstärkemessung
Ein historisches Verfahren zur Messung der Feldstärke ist die Messung der Kraft auf
einen geladenen Probekörper mit Hilfe der Torsionsdrehwaage.
a) Skizziere und beschrifte den Versuch ausführlich in Seitensicht und Frontsicht.
b) Beschreibe die Schritte zur Durchführung der Messung. Wie kann man die Messung
der tatsächlich auf dem Probekörper aufgebrachte Ladung vermeiden ?
c) Erläutere die Messungen und das Ergebnis des Versuchs.
d) Erläutere die Versuche zum Nachweis der der Abstandsregeln mit dem EFM.
Aufgabe 3: Feldlinienbilder
Eine positiv geladene Kugel steht einer geerdeten Leiterplatte gegenüber.
a) Warum entstehen negative Ladungen auf der Seite der Platte, die der Kugel
gegenüber steht ?
b) Skizziere die Feldlinien der Einzelfelder getrennt für beide Körper.
c) Begründe zeichnerisch den Feldlinienverlauf, wenn sich beide Körper
gegenüberstehen.
Aufgabe 4: Arbeit im elektrischen Feld
Zwei geladene, parallele Kondensatorplatten im Abstand d erzeugen ein elektrisches
Feld E. Zwischen den Platten befindet sich ein Probekörper mit der positiven Ladung
Q.
a) Skizziere die Situation mit allen gegebenen Größen.
b) Ermittle die elektrische Arbeit Wel, um diese Probeladung vom Minuspol zum Pluspol
gegen das elektrische Feld zu bewegen.
c) Begründe mit diesem Ergebnis, dass die Formel für die Spannung am Kondensator
U = E * d beträgt.
d) Leite daraus die Einheit der Feldstärke [E] = V/m her.
Aufgabe 5: Rechnung
a) Zwei fast punktförmige, geladene Körper haben einen Abstand von r1 = 35 cm. Sie
ziehen sich mit einer Kraft von F = 0,13 Newton an.
(1)
Mit welcher Kraft ziehen sie sich an, wenn der Abstand r2 = 20 cm
beträgt ?
(2)
Welchen Abstand haben sie, wenn die Anziehungskraft F = 0,1 Newton
beträgt ?
e) Welche Kraft wirkt auf eine Ladung Q = 2,2 * 10-9 Coulomb im Feld eines
Plattenkondensators mit Abstand d = 2 cm bei der Spannung U = 1000 Volt ?
f) Ein Öltröpfchen mit der Masse m = 3 * 10-11 g schwebt in einem Kondensator mit
vertikalen Feldlinien. Die Kondensatorspannung beträgt U = 7400 Volt, der
Plattenabstand d = 12 mm. Wie viele Elementarladungen (e = 1,6 10-19 Coulomb)
sind auf dem Öltröpfchen ?