Lk Physik 11/1 Kursarbeit aus der Physik Aufgabe 1: Begriffe

Lk Physik 11/1
3. Kursarbeit aus der Physik
Aufgabe 1: Begriffe
Erläutere folgende Begriffe in jeweils einem Satz und gib – wenn möglich – die
Definitionsgleichung bzw. eine Skizze an:
a) Elektrische Feldstärke, Probeladung, elektrische Kraft
b) Ladungsmessung bei veränderlicher Stromstärke, elektrische Influenz,
Flächenladungsdichte, Kapazität.
c) Elektrische Arbeit (allgemein), elektrisches Potential, elektrische Spannung
d) Gravitationsfeldstärke, Newtonsche Mondrechnung (nur die Idee)
Aufgabe 2: Versuche:
a) elektrolytischer Trog:
(1)
Beschreibe den Aufbau des Experiments zur Ermittlung von Potentiallinien
mit Hilfe des „elektrolytischen Troges“. Erläutere insbesondere die Funktion der
leitenden Flüssigkeit, der Sonde, des Potentiiometers, des Strommessgeräts.
(2)
Erläutere kurz aber präzise die Schritte zum Erstellen einer Messwertetabelle
(in der richtigen Reihenfolge). Welche Messfehler können dabei auftreten ?
(3)
Skizziere einen möglichen Potentialgraph V(d) und ein Potentiallinienbild der
Äquipotentialflächen bei der Verwendung zweier ebener Platten.
(4)
Wie sähe die Situation bei einer positiven Punktladung aus ?
b) elektrisches Feld einer geladenen Kugel:
(1)
Mit Hilfe des Influenzversuchs von Cavendish lässt sich auf die Abhängigkeit
des Feldes E(r) einer Punktladung Q vom Abstand r schließen. Beschreibe ein
mögliches Vesuchsergebnis.
(2)
Leite daraus das E(r)-Gesetz der Punktladung her.
(3)
Wie wird das Ergebnis mit dem Elektrofeldmeter nachgemessen ?
Skizziere und beschrifte eine Versuchsanordnung und beschreibe die
Durchführung.
Aufgabe 3: Herleitung
a) Kapazität:
(1)
Leite die Formel für die Kapazität eines Plattenkondensators aus der
Gleichung
 = 0 E her.
(2)
Begründe, warum sich die Kapazität eines Kondensators bei der Halbierung
des Plattenabstandes verdoppelt.
(3)
Wie ändert sich dabei die Flächenladungsdichte bzw. die Spannung, wenn
 der Kondensators an der Spannungsquelle angeschlossen bleibt,
 von der Spannungsquelle getrennt wird ?
b) elektrische Energie
Leite die Formel für die elektrische Energie eines Kondensators mit der Kapazität C
und der Spannung U iterativ aus der benötigten Arbeit für das Aufbringen einer
Ladungsportion Q und dem daraus entstehenden U(Q)-Graph her.
Aufgabe 4: Rechnung:
a) In einer Bildröhre werden die Elektronen mit einer Spannung von etwa 1 kV
beschleunigt. Welche Endgeschwindigkeit erreichen sie dabei ?
b) Anschließend durchfliegen sie senkrecht zur Geschwindigkeit ein elektrisches
Kondensatorfeld (Ablenkplatten im Abstand d = 8 mm). Welche Ablenkkraft wirkt auf
das Elektron bei einer Ablenkspannung von 12 V ?
c) Durch Überlagerung beider Bewegungen entsteht eine typische Bahnkurve: Notiere die
vektorielle Schreibweise für s(t) im Bereich des Ablenkkondensators (mit den oben
berechneten Zahlenwerten).
d) Gib auch die Gleichung der Bahnkurve an.
Viel Erfolg !!!