BSZ Kamenz Fachlehrer: Herr Kamper
Aufgaben Physik 12
--- magnetisches Feld ---
sind keine Angaben zur Stromrichtung gemacht, ist die technische Stromrichtung von + nach – zu verwenden
1. Beschreiben Sie das unterschiedliche Verhalten von ferromagnetischen und paramagneti- schen Stoffen im Magnetfeld. Ordnen Sie beiden Arten ein Material zu.
2. Zeichnen Sie das magnetische Feld eines geraden Drahtstückes, das einen horizontal nach links führenden Strom führt. (Tipp: Leiter als Zylinder zeichnen, Darstellung: vorn und hinten) 3. Wenn in einem horizontalen elektrischen Leiter die technische Stromrichtung von links nach
rechts läuft, in welche Richtung zeigen die magnetischen Feldlinien genau über dem Leiter?
4. Stellen Sie die Kraftwirkung auf eine stromdurchflossene Leiterschleife, die in das magneti- sche Feld eines vertikal stehenden Hufeisenmagneten geführt wird, in einer Skizze grafisch dar. Beschriften Sie Stromrichtung, Magnetfeldrichtung und Kraftrichtung.
5. Erklären Sie die UVW-Regel.
6. Ein Proton, das sich mit einer Geschwindigkeit von 5,0 · 106 m/s durch ein Magnetfeld ver- tikal nach oben bewegt, erfährt eine Kraft von 8,0 · 10-14 N in Richtung Westen.
Wenn es sich horizontal in nördliche Richtung bewegt, erfährt es keine Kraft. Bestimmen Sie Betrag und Richtung des Magnetfeldes in diesem Gebiet.
7. Im Magnetfeld eines Hufeisenmagneten befindet sich senkrecht zur Feldrichtung ein strom- durchflossener Leiter. Es können Stromrichtung und Feldrichtung des Magnetfeldes verän- dert werden.
Skizzieren Sie die vier möglichen Fälle und zeichnen Sie die Kraft auf den Leiter ein. Ver- wenden Sie möglichst verschiedene Farben und wählen Sie eine eindeutige Perspektive.
8. Erläutern Sie anhand einer Skizze das Entstehen der Hall-Spannung in einem stromdurch- flossenen Leiterband.
9. Eine eisenfreie Spule ist 15 cm lang, hat einen Widerstand von 12 Ohm und besitzt 850 Windungen. Wie groß ist die magnetische Flussdichte im Inneren dieser Spule, wenn eine Spannung von 24 V angelegt wird?
10. Stellen Sie den Bahnverlauf eines Elektrons dar, welches mit konstanter Geschwindigkeit von links in ein homogenes Magnetfeld eintaucht, dessen Feldlinien in die Zeichnungsebene hinein gerichtet sind.
11. Wie verläuft die Bahn eines geladenen Teilchens in einem homogenen Magnetfeld, wenn seine Geschwindigkeit nicht senkrecht zum Magnetfeld gerichtet ist?
12. Kann die Lorentzkraft den Betrag der Geschwindigkeit eines geladenen Teilchens im homo- genen Magnetfeld ändern? Begründen Sie.
13. Wie verhält sich die kinetische Energie eines geladenen Teilchens, wenn das Magnetfeld senkrecht zu Geschwindigkeit des Teilchens wirkt?
14. Die Flussdichte des Erdmagnetfeldes beträgt in Deutschland ca. 0,05 mT (10-5T). Die Feldli- nien sind ca. um 67° zur Horizontalen geneigt. Wie groß ist die Lorentzkraft auf 50m einer Hochspannungsleitung mit 100kV und 50 A, die von Nord nach Süd verläuft?
15. Stellen Sie 1 Tesla mit SI-Basiseinheiten dar.
BSZ Kamenz Fachlehrer: Herr Kamper
16. Beschreiben Sie den Versuch zur Bestimmung der spezifischen elektrischen Ladung von Elektronen mit der Fadenstrahlröhre (Kugelröhre).
17. Wie groß ist die spezifische Ladung von geladenen Teilchen, wenn die Beschleunigungs- spannung 450 V beträgt und sie in einem homogenen Magnetfeld der magnetischen Fluss- dichte 12 mT eine Kreisbahn mit einem Durchmesser von 26 cm einnehmen?
18. Eine Stricknadel mit der Masse m = 15g liegt lose quer auf zwei 15 cm entfernten parallelen Leiterstücken. Die Anordnung ist von einem homogenen Magnetfeld
B = 0,95 T durchsetzt. Ermitteln Sie die Kraft und die Beschleunigung, die die Stricknadel erfährt, wenn in ihr ein Strom von I = 2,5 A fließt.
19. Um eine stromdurchflossene Spule baut sich ein magnetisches Feld auf. Welche Bedeutung haben µ0 und µr für die magnetische Flussdichte dieses Feldes?
