1. Kursarbeit zu Magnetfeld und Induktion (29.10

Grundkurs Physik 12/1
1. Kursarbeit aus der Physik
29.10.2013
Aufgabe 1: Erläutere folgende Begriffe mit jeweils einem Satz:
 magnetischer Fluss 
d) Hysterese
e) Lenz'sche Regel
b) Ferromagnetismus
f) Thomson'scher Ringversuch
c) Remanenz
Aufgabe 2: Versuch:
a) Beschreibe den Grundversuch zur Messung der Induktionsspannung bei
veränderlichem äußeren Magnetfeld: beschriftete Skizze und
Durchführungsanleitung.
b) Von welchen Größen des Versuchs hängt die gemessene Induktionsspannung ab ?
c) In einer langen zylindrischen Feldspule liegt eine kurze Induktionsspule. Die
Spulenachsen sind parallel. Die Länge der Feldspule beträgt l = 0,45 m, ihre
Windungszahl n1 = 400. Die Induktionsspule hat n2 = 1800 Windungen, die von den
Windungen umschlossene Fläche beträgt A = 7,5 cm2.
In welcher Zeit t muss die Stromstärke I in der Feldspule von Null auf ein Ampere
wachsen, damit an den Enden der Induktionsspule die Spannung Ui = 6 mV
induziert wird ? (0,251 s)
Aufgabe 3: Gesetz von Biot-Savart:
Ein mit der Stromstärke I durchflossener Leiter erzeugt ringförmige Feldlinien in einer
Ebene senkrecht zum Leiter. Die Feldstärke B im Abstand r zum Leiter lässt sich aus
der Defintion des Ampere herleiten
a) Skizziere die Situation mit allen Größen. Begründe den proportionalen
Zusammenhang zwischen B, I und r anschaulich.
b) Gib die Definition des Ampere an. Leite daraus die Größe des
Proportionalitätsfaktors ab.
Aufgabe 4: Hall-Effekt
Ein dünner Leiterstreifen der Breite b wird von einem Strom I durchflossen. Die
Elektronen bewegen sich dabei mit der Geschwindigkeit v längs des Metallstreifens.
Senkrecht dazu durchströmt ein Magnetfeld B den Leiterstreifen.
a) Skizziere die Situation mit allen gegebenen Größen
b) Welche Spannung UH ist an den Rändern des Metallstreifens messbar ? Begründe
kurz.
c) Gib den Zusammenhang von Hallspannung UH und Feldstärke B an.
d) Bestimme bei einer Elektronengeschwindigkeit von 0,1 m/s die magnetische
Flussdichte B, wenn an den Streifenrändern eine Spannung von 2 mV messbar ist.
Aufgabe 5: Rechnung
In einem homogenen magnetischen Feld mit der Flussdichte 0,2 T befindet sich
senkrecht zu den Feldlinien eine kreisförmige Leiterschleife mit dem Radius 4,5 cm
und einem Widerstand von 0,32  Die magnetische Flussdichte nimmt stetig in 3103
s auf Null ab. Welcher Strom fließt während dieses Vorgangs durch die Schleife ?