Aufgaben zu magnetischen Feldern

Übungsaufgaben zum Magnetfeld und zur magnetischen Induktion
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Ein Leiter der Länge s = 10cm wird von einem Strom der Stärke I = 2 A
durchflossen. Der Leiter erfährt in einem Magnetfeld (B ⊥ s ) eine Kraft
F = 0,005N .
a) Bestimmen sie den Betrag der magnetischen Feldstärke!
b) Mit welcher Kraft wirkt das homogene Magnetfeld auf den Leiter, wenn dieser
parallel zu den Feldlinien liegt?
c) Berechnen Sie die magnetische Feldstärke für den Fall, dass Magnetfeld und
Leiter einen Winkel 30 0 bilden!
Der von einem Strom I = 1,5 A durchflossene Leiter mit der wirksamen Leiterlänge
s = 5,8cm erfährt in einem homogenen Magnetfeld der Stärke B = 0,08T die
Kraft F = 5mN .
a) Welchen Winkel bildet der Leiter mit den magnetischen Feldlinien?
b) Bei welcher Stromstärke ist bei sonst unveränderten Größen der Winkel
α = 650 ?
r
m
Ein Elektron fliegt mit der Geschwindigkeit v = 105
durch ein homogenes
s
r
Magnetfeld der Feldstärke B = 1,8 ⋅ 10 −2 T . Zwischen dem Geschwindigkeitsvektor
r
r
v und dem Vektor der magnetischen Feldstärke B wird der Winkel α gemessen.
r
Berechnen Sie den Betrag der Lorentzkraft F , wenn α = 60 0 ist!
Ein Proton (m P = 1,6726 ⋅ 10 −27 kg ; Q = 1,602 ⋅ 10 −19 As ) durchläuft im Vakuum eine
Beschleunigungsspannung von 5kV und tritt dann senkrecht zu den Feldlinien
eines quadratischen Plattenkondensators von 12cm Plattenlänge und 8mm
Plattenabstand ein. Zwischen den Kondensatorplatten liegt eine Spannung
U = 500V an.
r
a) Mit welcher Geschwindigkeit v fliegt das Proton in das Kondensatorfeld ein?
b) Bestimmen Sie die Kraft, die das Proton im Kondensatorfeld erfährt!
m
Ein Leiter bewegt sich mit der Geschwindigkeit v = 0,06
gleichförmig und
s
senkrecht zu den Feldlinien durch ein homogenes Magnetfeld der Stärke
B = 0,6T .Berechnen Sie die im Leiter induzierte Spannung, wenn das Magnetfeld
eine Breite von 4 cm hat.
Mit welcher Geschwindigkeit muss der in Aufgabe 5) erwähnte Leiter senkrecht zu
dem dort angegebenen Magnetfeld bewegt werden, damit die induzierte Spannung
3mV beträgt?
Ein in Ost – West – Richtung liegender Metallstab von 1m Länge fällt aus 10m
Höhe zu Boden. Welche Spannung wird zwischen seinen Enden vom Magnetfeld
r
der Erde B = 2 ⋅ 10 −5 T
a) in 5m Höhe
b) beim Erreichen des Erdbodens induziert?
Eine kreisförmige Leiterschleife mit dem Durchmesser 7,4cm steht senkrecht zu
einem magnetischen Feld der Stärke B = 0,05T .
a) Bestimmen Sie die mittlere induzierte Spannung, wenn die Leiterschleife
innerhalb 0,15s auf eine Fläche von 5cm 2 zusammengedrückt wird!
b) Um welchen Winkel müsste die nicht deformierte Spule gedreht werden, um
die gleiche Induktionsspannung in der gleichen Zeit zu erzeugen?
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Sehr geehrte interessierte Schüler des Physikgrundkurses!
Hiermit übermittle ich Euch die Lösungen der Internetaufgaben. Da diese aus einem Buch
stammen, haben diese auch andere Nummern!
Nachfolgend gebe ich Ihnen die Zuordnung der Aufgaben zu den Lösungen. Die Lösungen
sind nach einer Seitenzahl und der Nummer im Buch geordnet.
Aufgabe 1 S.244/1
Aufgabe 2 S.244/4
Aufgabe 3 S.245/1
Aufgabe 4 S.245/4
Aufgabe 5 S.257/1
Aufgabe 6 S.257/2
Aufgabe 7 S.257/4
Aufgabe 8 S.261/5
Euer Physiklehrer!