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2. Klausur
Physik Grundkurs
13. Dezember 1999
Themen: Kondensator, Spannung,
magnetisches Feld
Name:
Verwende:e 0 = 8, 8542 $ 10 −12 Vm , l 0 = 1, 2566 $ 10 −6 Am , g = 9, 81 sm2
C
Vs
0. Für saubere und übersichtliche Darstellung, klar ersichtliche Rechenwege, sinnvoll ge- rundete
Ergebnisse, Antworten in ganzen Sätzen und Zeichnungen mit spitzem Bleistift erhältst du bis
zu 4 Punkte.
Verr.Punkte
/4
1. Michael Faraday (1791-1867) war zunächst Buchbinderlehrling und später Mitglied der Royal
Society, ab 1825 sogar ihr Direktor.
a) Welche wichtige elektrische Größe hat eine Einheit erhalten, die nach ihm benannt ist?
b) Wie ist diese elektrische Größe definiert?
c) Berechne diese Größe für einen Plattenkondensator mit kreisförmigen Platten mit dem
Durchmesser 25,0 cm und dem Plattenabstand 12 mm.
/6
2. Welche Information erhält man durch die Dielektrizitätszeahl e r, sie beträgt zum Beispiel für
Porzellan etwa 6.
/3
3. Dir stehen vier Kondensatoren zur Verfügung mit C 1 = 1lF, C 2 = 1lF, C 3 = 2lF und
a) eine
C 4 = 3lF. Es soll aus allen vier Kondensatoren kombiniert werden
möglichst große Gesamtkapazität
b) eine
möglichst kleine Gesamtkapazität
Skizziere jeweils die Schaltung und berechne die Gesamtkapazität.
/6
4. Bei einem Experiment wird in einer Spule der Länge 70 cm mit 300 Windungen bei der
Stromstärke 1,5 A die magnetische Flussdichte 820 lT gemessen.
a)
Berechne daraus die magnetische Feldkonstante.
b) Wie groß ist die prozentuale Abweichung vom Literaturwert?
/5
5. Die rechts abgebildete flache rechteckige Spule S1 mit den
Seitenlängen b = 8,0 cm und c = 12,5 cm hat die Windungszahl
400, den ohmschen Widerstand 8,0 W und die Masse 7,5 g.
Mit Hilfe der Spule soll die Flussdichte B eines Magnetfeldes
bestimmt werden. Dazu hängt S1 an einem Kraftmesser und
befindet sich teilweise im Magnetfeld (siehe Abb.).
Legt man an die Spulenanschlüsse K und L die Spannung 1,00 V,
dann zeigt der Kraftmesser zusätzlich zur Gewichts- kraft der Spule
die Kraft 9,60 cN an.
Berechne die Flussdichte B.
... bitte wenden!
/6
Physik Grundkurs
13. Dezember 1999
6. Auf einer Tischplatte steht eine bewegliche Kompassnadel, quer zu ihr ist dicht darüber ein
stromloses Kabel gespannt.
Erläutere anhand einer sauberen Zeichnung die Beobachtungen, wenn man in dem Kabel einen
elektrischen Strom der Stärke 5 A fliesen lässt.
Verr.Punkte
/6
−5
7. Das Magnetfeld der Erde beträgt etwa 6 $ 10 T . Durch eine Gleichstromleitung fliessen
1500 A.
Welche magnetische Kraft wirkt pro Kilometer auf die Leitung, wenn sie mit der magnetischen
Nord-Süd-Richtung einen Winkel von 30° einschließt und der Strom nach Nordost fließt?
/4
JOKER: Berechne die Kraft, die auf zwei Ladungen von je 35 lC im Abstand von 12 cm
wirkt. In welche Richtung wirkt die Kraft?
/4
Viel Spaß und viel Erfolg!
Punkte:
Durchschnitt:
(von 40)
Notenpunkte:
Median:
Rückgabe am 15. Dezember 1999