Leistungskurs Physik 12/1

Leistungskurs Physik 12/1
Aufgabensammlung zu Induktion I
21.10.2008
Aufgabe 122:
In einem homogenen magnetischen Feld mit der Flussdichte 0,2 T befindet sich
senkrecht zu den Feldlinien eine kreisförmige Leitrschleife mit dem Radius 4,5 cm und
einem Widerstand von 0,32  Die magnetische Flussdichte nimmt stetig in 3 10-3 s
auf Null ab. Welcher Strom fließt während dieses Vorgangs durch die Schleife ?
Aufgabe 123:
In einem Magnetfeld der Flussdichte B = 0,58 T wird in der Zeit t = 0,1 s die Fläche
einer kreisförmigen Leiterschleife (d = 10,5 cm) halbiert. Berechne die induzierte
Spannung, wenn der Flächenvektor A
a) parallel zu B liegt
b) mit B den Winkel  = 600 einschließt
c) senkrecht zu B steht.
Aufgabe 124:
In einer Spule (n = 2000, l = 3,1 cm, d = 4,8 cm) wird die magnetische Flussdichte
B = 0,027 T in 2 s gleichmäßig auf Null geregelt. Berechne die induzierte Spannung.
Aufgabe 125:
Ein horizontal gerichtetes homogenes Magnetfeld zeigt nach Norden. Senkrecht zu
seinen Feldlinien befindet sich in waagerechter Lage ein Metallstab. Welches Ende des
Stabes wird negativ aufgeladen, wenn man ihn frei fallen lässt ?
Aufgabe 126:
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 127:
Eine schlanke zylindrische Spule ist l = 1,45 m lang und hat n1 = 43 500 Windungen.
Diese Windungen dürfen von einem Strom der maximalen Stromstärke I0 = 8,5 A
durchflossen werden. In der Mitte der Feldspule liegt eine Induktionsspule mit n2 =
800 Windungen, die von deren Windungen eingeschlossene Fläche beträgt A = 5,85
cm2. Die Spulenachsen fallen zusammen.
Wie lange kann man unter Einhaltung der Strombegrenzung für die Feldspule durch
Änderung des Feldspulenstromes die zeitlich konstante Spannung Ui = 45 mV in der
Induktionsspule induzieren ? (6,67 s) .
Aufgabe 128:
Eine Spule wird um eine vertikale Achse im erdmagnetischen Feld gedreht. Die
Spulenachse liegt horizontal, die Spule hat n = 175 Windungen, die von den
Spulenwindungen eingeschlossener Fläche ist A = 0,25 m2. Die Horizontalkomponente
der erdmagnetischen Flussdichte beträgt am Ort der Spule B = 1,7 10-5 T.
a) Mit welcher Winkelgeschwindigkeit  muss die Spule um die Drehachse rotieren,
damit in der Spule eine Wechselspannung Ui mit der Scheitelspannung U0 = 2,34
mV induziert wird ? (3,15 s-1)
b) Wie groß ist die Umdrehungszeit T der Spule ? (2 s)