1. Statisches elektrisches Feld

1. Statisches elektrisches Feld
1.1 Grundlagen der Elektrizitätslehre
Prüfe Dein Wissen mit der Aufgabe S.18/8. Anregung hierzu findest Du auf der LeifiSeite bei Physik 07 Elektrischer Stromkreis unter Versuche (Influenz Video, Elektroskop) sowie bei Physik 12 (alt) Elektrostatik im 1. Test (nicht alles beantworten!)
http://www.leifiphysik.de/web_ph07_g8/versuche/04influenz/influenz_kug.htm (Video erst
downloaden, rechte Maustaste!)
http://leifiphysik.de/web_ph07_g8/versuche/04elektroskop/elektroskop1.htm
http://leifiphysik.de/web_ph12/tests/quiz/sq10_01.htm
Auf der Leifi-Seite 8. Klasse-Widerstände und Schaltungen gibt’s zwei Tests a 10
Fragen, die sind einfach klasse. Wenn Du den mittelschweren einigermaßen hinkriegst
(da muss nicht alles richtig sein), dann freut sich nicht nur Einstein, sondern Du auch.
Wenn Du größere Schwierigkeiten dabei hast, gibt’s auf dieser Seite jede Menge
Erklärungen, Hilfestellungen und Musteraufgaben.
http://leifiphysik.de/web_ph08_g8/leifitest/quiz/sq08_07.htm (leicht)
http://leifiphysik.de/web_ph08_g8/leifitest/quiz/sq08_07a.htm (mittel)
1.2 Beschreibung elektrischer Felder
Begriff: Elektrisches Feld
Das Programm aus dem Unterricht findest Du unter
www.schulphysik.de/java/physlet/applets/efeld2.html .
Bildchen zur Grieskörner-Methode findest Du übrigens aus S.44/7 sowie unter
http://leifiphysik.de/web_ph09_g8/grundwissen/01e_feldlinien/01e_feldlinien.htm . Dort
sind auch zwei sehr schöne Animationen zu den Feldlinien zu finden.
Wiederhole zunächst die Regeln zum elektrischen Feld (vorhergehende Stunde).
Bearbeite dann den Kurztest zum elektrischen Feld auf der Leifiseite. Du findest ihn
unter Jahrgangsstufe 11, elektrisches Feld, Tests, 10 Fragen zum elektrischen Feld
(Die letzten 2 Fragen liegen außerhalb unserer Betrachtung).
http://leifiphysik.de/web_ph11_g8/tests/quiz/sq12_01b.htm
1.4 Feld einer punktförmigen Ladung
Dabei ist ε0 die vom Plattenkondensator bekannte
elektrische Feldkonstante.
Einfache Aufgabe gibt’s auf
http://leifiphysik.de/web_ph12/zusatzaufgaben/01elefel
d/coulombkraft/2ladungen.htm (außer c)
Zu diesem Thema finden sich kaum Aufgaben, es steht aber explizit im Lehrplan. Als
gute Übung kannst Du die geometrische Konstellation des Unterrichtsbeispiels
abpausen (Blatt drauflegen und gegen das Fenster halten). Dann bestimmst Du die
Feldstärkevektoren für den Fall, dass die beiden Ladungen Q1 und Q2 jeweils gleich
groß sind (z.B. Q1 = Q2 = 4 pAs).
Eine sehr einfache Aufgabe zum Thema gibt’s unter
http://leifiphysik.de/web_ph12/musteraufgaben/01elektrfeld/ueberlag/ueberlag.htm .
Das Simulationsprogramm findest Du über die Leifiseite:
http://leifiphysik.de/web_ph11_g8/simulationen/01efeld_pk/efeld_pk.htm , damit
solltest Du in jedem Fall spielen (auch mit 2 Ladungen). Im Test zu Potential / Arbeit:
http://leifiphysik.de/web_ph11_g8/tests/quiz/sq12_01c.htm gibt’s Aufgaben zur
graphischen Interpretation (manches übersteigt unsere Möglichkeiten).
1.5 Anwendungen in Natur und Technik
Blitz und Donner
eine ausführliche Erklärung gibt's hier auf der Leifiseite
Unter http://www.planet-schule.de/warum/blitze/themenseiten/t2/s1.html gibt’s einen
interaktiven Blitzsimulator. Macht sehr viel Spaß und ist auch noch lehrreich. Auf dieser
Seite findet man auch noch weitere Informationen rund um Blitze sehr übersichtlich
aufbereitet (auch der Film aus dem Unterricht ist dort zu finden).
Eine Grundkursabituraufgabe gab's 2009 (Thema 1). Sie ist hier zu finden:
http://leifiphysik.de/web_ph12/musteraufgaben/01elektrfeld/gewitter_gk_09/gewitter_gk_0
9.htm
1.6 Training und Vertiefung
Musteraufgabe Abitur
siehe auch http://www.youtube.com/watch?
v=mUWxYesR5Wo und http://www.youtube.com/watch?
v=Zi4kXgDBFhw&NR=1
Eine etwas einfachere Aufgabe zur Auslenkung einer Kugel (hier im homogenen Feld)
gibt’s in S.46/22, ähnlich dem Grundkursabitur 2008, siehe
http://leifiphysik.de/web_ph12/musteraufgaben/01elektrfeld/plattenkond_gk_08/platt_gk_0
8.htm . Damit kannst Du nochmal gut die Kraftzerlegung üben.
Im Leifitest http://leifiphysik.de/web_ph11_g8/tests/quiz/sq10_01.htm finden sich drei
Fragen zur Spielerei mit Faradaybechern.
2. Statisches magnetisches Feld
2.1 Darstellung magnetischer Felder
Üben kann man mit den Aufgaben S.61/1 und 3 und S.62/9, auch wenn das nicht spannend
ist. Interessanter sind da die Leifitests (die Fragen zu Strom behandeln wir später):
http://leifiphysik.de/web_ph07_g8/leifitest/quiz/sq07_05a.htm
http://leifiphysik.de/web_ph07_g8/leifitest/quiz/sq07_05b.htm . Die tolle Simulation gibt’s
auf http://phet.colorado.edu/simulations/index.php?cat=Featured_Sims
2.2 Elektrizität und Magnetismus
http://leifiphysik.de/web_ph09_g8/versuche/01oersted/oersted.htm
Eine wichtige technische Anwendung gibt’s in S.62/10. Ansonsten gibt’s nicht viel an
Aufgaben, aber es macht Dir sicherlich Spaß, mit den Simulationen zu spielen:
http://phet.colorado.edu/simulations/index.php?cat=Featured_Sims
http://leifiphysik.de/web_ph09_g8/simulationen/01magnetfeld/magnetfeld.htm ,
2.3 Kraft auf stromdurchflossenen Leiter
In der Aufgabe S.62/13 kannst Du die hergeleitete Formel nochmal anwenden.
Aufgabe S.62/12 bietet nochmal eine komplette Durcharbeitung eines entsprechenden
Messversuches zur Herleitung der Formel. Auf der Leifiseite gibt’s weitere
Versuchsaufbauten sowie animierte Beispiele zur UVW-Regel und ein Applet:
http://leifiphysik.de/web_ph10/versuche/09kraft_leiter/kraft_auf_leiter.htm
2.4 Feld einer langgestreckten Spule
In der Aufgabe S.64/20 kannst Du die hergeleitete Formel nochmal anwenden.
Aufgabe S.64/19 bietet nochmal eine komplette Durcharbeitung eines entsprechenden
Messversuches zur Herleitung der Formel. Auf der Leifiseite gibt’s weitere
Versuchsaufbauten sowie animierte Beispiele auf (unten)
http://leifiphysik.de/web_ph11_g8/versuche/02elektromag_f/elektromagnet_f.htm
2.5 Feld eines geraden Leiters