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Physik eA - 2013
Klausur Nr. 1
29. September 2011
Das elektrische Feld
1. Aufgabe
Ein Kondensator der Kapazität
wird aufgeladen und über einen Widerstand von
entladen. Mit einem Stromstärkemessgerät werden die folgenden
in
Abhängigkeit von der Zeit gemessen:
0
70
5
10
15
20
25
30
35
40
54,5 42,5 33,1 25,8 20,1 15,6 12,2 9,5
45
7,4
a) Zeichne die Schaltung der Versuchsdurchführung!
b) Skizziere den Verlauf der ( )
und bestimme die ( )
50
5,7
55
4,5
60
3,5
65
2,7
!
c) Zeige, dass auch gilt: ( )
d) Berechne die Zeit, nach der sich der Kondensator zur Hälfte entladen hat!
e) Bestimme die Ladungsmenge, die von
bis
vom Kondensator abgeflossen ist!
2. Aufgabe
Mit einer Stromwaage wird die elektrische Feldstärke eines Plattenkondensators, dessen Platten
waagerecht ausgerichtet sind, 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!
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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