Concept Tests Elektrische Felder

ConceptTest 4 – Elektrostatik
Die Abbildung zeigt drei elektrische Feldlinien. Welche Richtung hat die
elektrostatische Kraft auf eine positive Probeladung
a) im Punkt A
b) im Punkt B
c) In welchem Punkt (A oder B) wird die Beschleunigung der Probeladung
größer sein, wenn sie losgelassen wird?
ConceptTest 5 – Elektrostatik
Die Abbildung a) zeigt zwei geladene Teilchen.
a) In welchem Bereich auf der Verbindungsachse der Teilchen gibt es einen
– nicht im Unendlichen liegenden – Punkt, in dem das resultierende Feld
der beiden Ladungen null ist: i) links, ii) rechts oder iii) zwischen den
beiden?
b) Gibt es einen Punkt ausserhalb der Verbindungsachse, in dem das
resultierende elektrische Feld verschwindet?
c) Wie sieht dies bei Abbildung b) aus? i) links, ii) rechts, iii) zwischen den
Protonen oder iv) zwischen dem Elektron und benachbarten Proton
ConceptTest 6 – Elektrostatik
Die Abbildung zeigt zwei geladene Teilchen. Jedes der beiden Teilchen
erzeugt im Punkt P auf der y-Achse ein elektrisches Feld.
• Sind die Beträge dieser beiden Felder im Punkt P einander gleich?
• Zeigen die Felder auf die sie jeweils erzeugende Ladung hin oder von ihr
weg?
• Löschen sich die x-Komponenten der beiden Teilfelder aus oder
verstärken sie sich?
•
Löschen sich die y-Komponenten der beiden Teilfelder aus oder verstärken sie
sich?
•
Welche Richtung hat das resultierende Feld?
ConceptTest 7 – Elektrostatik
Die Abbildung zeigt vier verschiedene Orientierungen eines Dipols im
elektrischen Feld. Ordnen Sie die vier Fälle nach
a) dem Betrag des auf den Dipol wirkenden Drehmoments?
b) dem Betrag der potenziellen Energie des Dipols.
ConceptTest 7 – Elektrostatik
Die Abbildung zeigt vier verschiedene Orientierungen eines Dipols im
elektrischen Feld. Ordnen Sie die vier Fälle nach
a) dem Betrag des auf den Dipol wirkenden Drehmoments?
b) dem Betrag der potenziellen Energie des Dipols.
ConceptTest 9 – Elektrostatik
Die in der Abbildung dargestellte Gauss‘sche Fläche umschliesst 2 von 4
Punktladungen.
(a) Welche der Teilchen tragen zum elektrischen Feld im Punk P der
Gauss‘schen Fläche bei?
(b)Welcher resultierende elektrische Fluss durch die Gauss‘sche Fläche ist
größer, falls es einen größeren gibt: der von den Ladungen q1 und d2
oder der von allen vier Teilchen erzeugte Fluss?
ConceptTest 10 – Elektrostatik
Die Abbildung zeigt einen Querschnitt durch eine Anordnung aus einer
Metallkugel im Zentrum, zwei konzentrischen, metallenen Kugelschalen
sowie drei konzentrischen kugelförmigen gauss‘schen Flächen mit den
Radien R, 2R und 3R. Die Ladung auf der Kugel sei Q, 3Q auf der ersten
Schale und 5Q auf der nächsten Schale.
Ordnen Sie die drei gauss‘schen Flächen nach dem Betrag des auf ihnen
jeweils herrschenden elektrischen Feldes!
ConceptTest 11 – Elektrostatik
Die Abbildung zeigt vier massive Kugeln, deren jede mit einer homogen
über das gesamte Volumen verteilten Ladung Q geladen ist.
(a) Ordnen Sie die Kugeln nach ihrer Raumladungsdichte!
(b) Ordnen Sie die vier Kugeln nach dem Betrag des elektrischen Feldes im
Punkt P!
ConceptTest 12 – Elektrostatik
Die Abbildung zeigt drei Wege, auf welchen man die positiv geladene Kugel
A näher an die ebenfalls positiv geladene Kugel bringen kann.
(a) Bewegt sich die Kugel A dabei auf ein höheres oder niedrigeres
elektrisches Potenzial?
(b) Ist die Arbeit der (äußeren) Kraft mit der man die Kugel hält auf den
Wegen jeweils positiv negativ oder null?
(c) Ist die elektrostatische Kraft im Feld der Kugel B auf den Wegen jeweils
positiv, negativ oder null?
(d) Ordnen Sie die drei Fälle nach der Größe der von außen verrichteten
Arbeit!
ConceptTest 13 – Elektrostatik
Die Abbildung zeigt vier verschiedene Anordnungen geladener Teilchen,
wobei der Abstand aller Teilchen vom Koordinatenursprung gleich sei.
Ordnen Sie die Ladungskonfiguration nach dem jeweils im Ursprung
erzeugten, resultierenden elektrischen Potenzial (mit Vorzeichen). Der
Referenzwert des Potenzials im Unendlichen sei V=0.
ConceptTest 14 – Elektrostatik
Die Abbildung zeigt drei Scharen von Äquipotentialflächen, die jeweils den
gleichen Raumbereich abdecken.
(a) Ordnen Sie die drei Fälle nach dem Betrag des elektrischen Feldes in
diesem Raumbereich!
(b) In welchem Fall ist das elektrische Feld in der Papierebene nach unten
gerichtet?
ConceptTest 15 – Elektrostatik
Die Abbildung zeigt eine Schar paralleler Äquipotenzialflächen im
Querschnitt, sowie fünf verschiedene Wege, entlang derer ein Elektron
von Fläche zu Fläche bewegt werde.
(a) Welche Richtung hat das zu der Flächenschar gehörige E-Feld?
(b) Ist die entlang der Wege verrichtete Arbeit jeweils positiv, negativ oder
null?
(c) Ordnen Sie die Wege nach dem Betrag der verrichteten Arbeit!
ConceptTest 16 – Elektrostatik
Die Abbildung zeigt drei Scharen von Äquipotentialflächen, die jeweils den
gleichen Raumbereich abdecken.
(a) Ordnen Sie die drei Fälle nach dem Betrag des elektrischen Feldes in
diesem Raumbereich!
(b) In welchem Fall ist das elektrische Feld in der Papierebene nach unten
gerichtet?