Mechanische Wellen 20

Physik J2/1
Klausur 1e
Thema: Induktion; Mechanische Wellen
24.11.2012
Name: ________________________________
Aufgabe 1
Ein gerader Leiter mit der Länge l = 0,20 m
wird
innerhalb
eines
Magnetfeld
der
Flussdichte B = 40mT mit der Geschwindigkeit
v = 0,1 m/s bewegt.
Was zeigt ein Spannungsmesser an, wenn
Q

B

v
V
a) der Spannungsmesser ruht?
b) sich der Spannungsmesser mit
gleicher Geschwindigkeit mitbewegt?
Begründe!
P
c) Der Spannungsmesser ruht. Erkläre,
warum zwischen P und Q eine Spannung
gemessen werden kann, wenn der Leiter
sich bewegt.
Aufgabe 2
Eine Induktionsspule (a = 5,0 cm; n = 100)
steht am Rand von einem Magnetfeld. Und
beginnt zum Zeitpunkt t = 0s mit der
Geschwindigkeit 2 cm/s in das Magnetfeld
mit der Flussdichte B = 40 mT
einzutauchen. Ein Spannungsmesser misst
die Spannung

v
V

B
a) Zeichne das t-U-Diagramm bis die
Spule das Magnetfeld wieder
vollständig verlassen hat.
b) Die Induktionsspule befindet sich
nun vollständig im Magnetfeld. Es
soll eine Spannung von 4 mV
erzeugt werden. Dazu wird das
Magnetfeld
zeitlich
geändert.
Bestimme
B
.
t
c) Wieder befindet sich die Induktionsspule
vollständig im Magnetfeld (B = 40 mT).
Durch Zusammendrücken verkleinert sich
die Fläche in 0,1 Sekunden auf 5 cm².
Welche Spannung wird dabei induziert?
10 cm
Aufgabe 3
Bei unserer Wirbelstrombremse im Unterricht
pendelte
eine
durchgehende
Aluplatte
zwischen
zwei
Magnetpolen
eines
Elektromagneten aus Spulen. Als der
Spulenstrom eingeschaltet wurde, wurde die
Pendelbewegung merklich abgebremst, ohne
dass die Aluplatte dabei mit den Polen in
Berührung kam. (siehe Zeichnung.)
Erkläre diesen Vorgang physikalisch.

v

B
Aufgabe 4
Auf einem Wellenträger beginnt das 1. Teilchen eine Schwingung aus der Gleichgewichtslage nach
oben. Die Frequenz beträgt 2,0 Hz, die Ausbreitungsgeschwindigkeit 8
cm
und die Amplitude 1 cm.
s
a) Zeichne das Momentbild der Welle nach 1,5 s.
b) Welche Elongation hat das Teilchen am Ort x = 10 cm nach weiteren 0,125 s? Wo befindet es
sich? Begründe.
c) Zeichne eine Filmaufnahme des Teilchens am Ort x = 4 cm.
Viel Erfolg!