2.)Homogenes elektrisches Feld (leifi) Das elektrische Feld

Elektrik
1.)Felddetektiv (www.leifiphysik.de)
In den Abbildungen sind die Eisenfeil-Bilder von drei verschiedenen Leiteranordnungen dargestellt.
Zeichne mit Farbe die jeweilige Leiteranordnung richtig ein. Wähle eine Stromrichtung und gib dann bei
einigen Feldlinien die Richtung an.
2.)Homogenes elektrisches Feld (leifi)
Das elektrische Feld zwischen zwei großen, parallel
ausgerichteten Metallplatten, die mit der Ladung +Q bzw. Q aufgeladen sind, soll näher betrachtet werden.
a) Benenne geeignete Probekörper, welche zur Untersuchung der Feldstruktur zwischen den
Platten geeignet sind.
b) Skizziere das Feldlinienbild zwischen den Platten.
c) Man bezeichnet das Feld zwischen den geladenen Platten als homogenes elektrisches Feld.
Beschreibe die Eigenschaften eines homogenen elektrischen Feldes.
3.) Magnetfeld
a) Was versteht man unter einem Magnetfeld?
b) Was sind magnetische Feldlinien?
c) Welche Gesetze gelten für magnetische Feldlinien?
4.) Elektrisches Feld
a) Was versteht man unter einem elektrischen Feld?
b) Was sind elektrische Feldlinien?
c) Welche Gesetze gelten für elektrische Feldlinien?
5.) Feld einer Spule (leifi)
a) Übernimm das nebenstehende Schnittbild
einer Spule auf Papier und zeichne die
magnetischen Feldlinien ein.
b) Zeichne in obige Skizze den Nord- und Südpol der Spule ein und begründe dein Vorgehen.
c) Wie verlaufen die Feldlinien im Inneren der Spule?
d) Gib auch bei der im Schrägbild
dargestellten Spule den Nord- und den
Südpol an.
6.) Test zu elektrischen und magnetischen Feldern (leifi) -> etwas weiterführender!
7.) Wie sieht das Magnetfeld eines stromdurchflossenen Drahtes aus?
8.) UVW-Regel
Gib in allen drei Fällen an, ob eine Kraft wirkt und zeichne evtl. deren Richtung ein.
9.Aufbau eines Elektromotors
a) Beschrifte die Teile des skizzierten Elektromotors.
b) Ergänze den Lückentext:

Elektromotoren wandeln . . . . . . . . . . . . . . . . .
Energie in . . . . . . . . . . . . . . . . . Energie um.

Eine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . wird
durch die Kräfte im Bereich eines . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . gedreht.

Der . . . . . . . . . . . . . . . . . . . sorgt dafür, dass
die . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . stets im
richtigen Moment umgekehrt wird, so dass die
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . immer
gleich bleibt.
10. Rotierende Leiterschleife
a) In der nebenstehenden Skizze sieht man eine drehbar
gelagerte Leiterschleife zwischen den Polen eines
Dauermagneten. Gib die Drehrichtung der Leiterschleife an
und begründe deine Antwort.
b) Warum würde sich bei gleichbleibender Polung die Leiterschleife nicht fortwährend drehen?
In welcher Stellung der Schleife muss umgepolt werden?
c) Durch welche Maßnahme wird in der Regel ein "automatisches" Umpolen der Leiterschleife
erreicht? Ergänze das erforderliche Bauteil (Schnittzeichnung genügt) und zeichne auch die
Anschlüsse (Bürsten) ein.
d) Testet man die in Teilaufgabe c) vorgeschlagene Anordnung in einem Realversuch, so wird
sich die Leiterschleife in der Regel nicht in Bewegung setzten. Gib hierfür eine Vermutung an
und mache einen Vorschlag, wie die Anordnung abzuändern ist, damit es zu einer Rotation
kommt.
11.) Ablenkung in der Elektronenröhre
In einer Vakuumröhre werden Elektronen
durch die anliegende Hochspannung
beschleunigt und treffen auf den
Leuchtschirm. Durch einen Dauermagneten in
der Nähe des Röhrenhalses werden die
Elektronen abgelenkt und treffen um die
Strecke s versetzt auf dem Schirm auf.
a) Gib die Pole des Dauermagneten so an, dass es zur skizzierten Ablenkung kommt.
b) Wie ändert sich die Ablenkstrecke s bei sonst gleicher Abordnung, wenn die Hochspannung
zum Beschleunigen der Elektronen vergrößert wird?
c) Wie könnte man die Ablenkung der Elektronen noch beeinflussen? Je-Desto-Aussage!
Induktion
12.) Skizziere den Grundversuch, dass eine Leiterschaukel in einem Magnetfeld bewegt wird
und erkläre, wie die Induktionsspannung zustande kommt. Wie kann man die
Induktionsspannung erhöhen?
13.) Formuliere das Induktionsgesetz über die Magnetfeldlinien!
14.) Wie funktioniert ein Generator? Buch S40/1
15.) Trafo
Warum ist der Betrieb eines Trafos nur mit Wechsel-, nicht aber mit Gleichspannung möglich?
16.)Trafo 2
Die elektronischen Bauteile eines Stereo-Radios benötigen eine Gleichspannung als
Versorgungsspannung.
Dazu
wird
mit
einem
Transformator
(Netztrafo)
die
Netzwechselspannung von 230 V auf eine Wechselspannung von 24 V herunter transformiert.
Anschließend sorgt ein Gleichrichter dafür, dass die herunter transformierte Wechselspannung in
eine Gleichspannung umgewandelt wird.
Von einem Netztransformator sind folgende Daten bekannt:
Primärspannung: 230V~; Sekundärspannung 24V~ ; Ausgangsleistung: 50 W;
Primärwicklungszahl: 500
a) Berechne die notwendige Zahl der Sekundärwindungen des Trafos.
b) Wie groß ist der Sekundärstrom des Trafos?
c) Welcher Strom muss daher auf der Primärseite des Trafos fließen?
17.) Regel von Lenz
Formuliere die Regel von Lenz und gib ein Anwendungsbeispiel!
Mechanik
18.) Zeit-Ort-Diagramm
In der nebenstehenden Abbildung ist ein t-x-Diagramm einer geradlinigen Bewegung dargestellt.
a) Beschreibe den Bewegungsablauf in Worten.
b) Bestimme die Geschwindigkeiten der Teilbewegungen.
c) Zeichne das t-v-Diagramm der Bewegung.
19.)Zeit-Geschwindigkeitsdiagramm
Es handelt sich um eine geradlinige Bewegung.
a) Berechne die insgesamt nach 70 s gefahrene Strecke.
b) Berechne die Entfernung Start-Ziel.
c) Zeichne das zur Bewegung gehörende Zeit-Orts-Diagramm, wenn der Körper für t = 0 bereits
am Ort x0 = 40 m ist.
20.) Interpretation von Diagrammen
Die folgenden t-s-Diagramme erzählen jeweils die Geschichte zweier Autos A und B,
die auf einer Autobahn auf verschiedenen Fahrbahnen fahren.
a) An welchen Stellen haben A und B die selbe Geschwindigkeit? Begründe deine Antwort!
b) An welchen Stellen treffen sich die Autos? Begründe deine Antwort!
c) Falls sie sich treffen: Wer hat bis dahin die größere Strecke zurückgelegt?
d) Nimm an, B wäre noch etwas schneller. Wie ändern sich dann die Antworten zur Teilaufgabe d)?
21.) Freier Fall
a) Zeichne die t-s bzw. t-v Diagramme des freien Falls!
b) http://www.leifiphysik.de/web_ph09_g8/musteraufgaben/12dynamik/freifall/freifall1.htm (
Animation!)
Atome
22.) Atomgröße
Stell dir vor, der Atomkern wäre so groß wie ein Stecknadelkopf. Welche Ausdehnung hätte
dann ungefähr ein Atom?
23.) Aufgaben vom ISB mit Lösungen
http://www.isb.bayern.de/isb/download.aspx?DownloadFileID=eac6a2e4a0aadc5639037f3c88ab
cf44
Aufgaben 4-10