Anke Ganzer
Physik kompetenz- orientiert:
Elektrizitätslehre 3
7. / 8. Klasse
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7./8. Klasse
Anke Ganzer
Bergedorfer ® Unterrichtsideen
Physik II – kompetenzorientierte Aufgaben
Optik, Mechanik, Wärmelehre, Energie, Elektrizitätslehre
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Anke Ganzer: Physik kompetenzorientiert: Elektrizitätslehre 3
© Persen Verlag
Elektrizitätslehre II
Die elektrische Stromstärke
1. Vervollständige den Lückentext.
Die elektrische Stromstärke gibt an, wie ____________________________________
___________________ durch den Querschnitt eines elektrischen Leiters bewegen.
Sie hat das Formelzeichen ____, wird in der Einheit ______ angegeben und mit einem _______________ gemessen, welches stets ______________ geschaltet wird.
2. Lies die elektrische Stromstärke für die verschie- denen Zeigerstellungen und Messbereiche ab.
Messbereich
(Gleichstrom) Zeiger A Zeiger B Zeiger C
0,5 mA 5 mA 1,5 mA
15 mA
3. In folgenden Stromkreisen kannst du die Stromstärke jeweils an vier Stellen messen.
a) Zeichne in jeder Schaltung die vier Messgeräte ein. Nummeriere sie von der Span- nungsquelle entgegengesetzt zum Uhrzeigersinn.
b) Formuliere die Zusammenhänge zwischen den Messwerten.
In Reihenschaltungen gilt: In Parallelschaltungen gilt:
_______________________________ _______________________________
c) Ergänze die Tabellen für diese Stromkreise.
I1 in mA I2 in mA I3 in mA I4 in mA I1 in mA I2 in mA I3 in mA I4 in mA
450 450 600 200
350 350 250 150
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Die elektrische Spannung
1. Vervollständige den Lückentext.
Die elektrische Spannung gibt an, wie _____________________________________
____________ im elektrischen Feld ist. Sie hat das Formelzeichen ____, wird in der Einheit _____ angegeben und mit einem _________________________ gemessen, welcher stets __________________ geschaltet wird.
2. Lies die elektrische Spannung für die verschie- denen Zeigerstellungen und Messbereiche ab.
Messbereich
(Gleichspannung) Zeiger A Zeiger B Zeiger C
0,5 V 5 V 1,5 V
15 V
3. In folgenden Stromkreisen kannst du die Spannung jeweils an vier Stellen messen.
a) Zeichne in jeder Schaltung die vier Messgeräte ein. Nummeriere sie von der Span- nungsquelle entgegengesetzt zum Uhrzeigersinn.
b) Formuliere die Zusammenhänge zwischen den Messwerten.
In Reihenschaltungen gilt: In Parallelschaltungen gilt:
_______________________________ _______________________________
c) Ergänze die Tabellen für diese Stromkreise.
U1 in V U2 in V U3 in V U4 in V U1 in V U2 in V U3 in V U4 in V
12 2 3 8 8 8
6,5 4,8 5,5 12 12 12
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Anke Ganzer: Physik kompetenzorientiert: Elektrizitätslehre 3
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Elektrizitätslehre II
4. Hannes baut folgenden Stromkreis auf und misst die Klemm- und die Leerlauf- spannung. Jedoch sind seine Aufzeichnungen nicht ganz vollständig. Ergänze sie.
Leerlaufspannung UL: Schalter ist _________________, Stromkreis ist _________________.
Klemmspannung UK: Schalter ist _________________, Stromkreis ist _________________.
<
Die _______________________________ in einem Stromkreis ist immer kleiner als die ____________________________, da die Spannung den elektrischen Strom durch das Bauelement und durch die Spannungsquelle antreibt.
5. Lars experimentiert mit 3 Flachbatterien und einer 12 V Glühlampe und baut folgenden Stromkreis auf.
a) Welche Spannung liegt an der Lampe an?
b) Begründe deine Angabe.
c) Welche Auswirkung auf die Lebensdauer der Glühlampe hat die erreichte Spannung bei längerer Benutzung?
d) Lars wiederholt seinen Versuch und schaltet die 3 Flachbatterien parallel zueinander.
Was wird er voraussichtlich feststellen? Kreuze an.
Die Flachbatterien haben einen Kurzschluss.
Die Glühlampe leuchtet nur sehr schwach.
Die Flachbatterien entladen sich langsamer als bei der Reihenschaltung.
Die Lebensdauer der Glühlampe erhöht sich.
e) Zum Schluss baut Lars eine zweite 12 V Glühlampe einmal parallel und einmal in Reihe in den Stromkreis aus 5 a) ein. Zeichne die Schaltungen auf .
f) Gib in beiden Stromkreisen die an der Glühlampe anliegende Spannung an.
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Berechnungen der Stromstärke und Spannung
1) 2)
I1 in mA I2 in mA I3 in mA I4 in mA I1 in mA I2 in mA I3 in mA I4 in mA
450 200 450 200
350 150 350 150
120 300 500 230
3) 4)
U1 in V U2 in V U3 in V U4 in V U1 in V U2 in V U3 in V U4 in V
6 3,5 12 4
3,5 12 5,5 2,5
5,6 4,4 6 4,2
5) (1) U1 = 24 V U2 = _____
(2) U1 = _____ U2 = 6 V
(3) I1 = 400 mA I2 = 100 mA I3 =_____ I4 = _____
(4) I1 = _____ I2 = 550 mA I3 = 200 mA I4 = _____
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Elektrizitätslehre II
Zusammenhang zwischen Stromstärke und Spannung
1. Til und Marco haben in einer Reihenschaltung mit einer Spule, einem Schalter und einer Spannungsquelle die Spannung und die Stromstärke gemessen.
a) Zeichne den Schaltplan mit Spannungs- und Strommesser.
Spannung in V 0 2 4 6 8 10 12
Stromstärke in mA 0 40 80 140 160 180 240
b) Stelle die Mess- werte in einem I(U)-Diagramm dar.
c) Gib den mathematischen Zusammenhang zwischen U und I an.
Begründe deine Aussage.
d) Einige Messwerte weisen eine Messabweichung auf. Gib einen dieser Werte an.
Kreuze die Ursache für diese Messabweichung an:
Der Stromkreis war nicht ganz geschlossen.
Die Temperatur war während der Messung nicht konstant.
Es traten große Spannungsschwankungen auf.
Die Stromstärke war zu schwach.
e) Georg Simon Ohm (1789–1854) entdeckte diesen Zusammenhang und formulierte das nach ihm benannte Ohmsche Gesetz. Vervoll- ständige es.
In einem Leiter ist die Stromstärke I der Spannung U _____________________ unter der Bedingung, dass die _____________________ konstant ist. Kurz ______________.
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2. Zur Untersuchung des Zusammenhanges zwischen der Stromstärke und der Spannung in einem Stromkreis mit einer Glühlampe haben Nils und Oliver folgende Messwertpaare aufgenommen.
Spannung in V 0 2 4 6 8 10 12
Stromstärke in mA 0 25 50 70 90 95 100
a) Stelle die Messwerte in einem I(U)-Diagramm dar. Verbinde die Punkte.
b) Bestimme mit dem Diagramm die Stromstärke für 1 V, 3 V und 5 V.
c) Wie erklärst du dir die Messwerte ab 8 V?
3. In einem anderen Experiment wurden zwei Bauteile untersucht und die Messwerte in einem Diagramm dar- gestellt.
Für welches Bauteil gilt das Ohmsche Gesetz? Begründe. Nenne das Ohmsche Gesetz.
0 50 100 150 200 250 300 350 400
0 1 2 3 4 5 6
I in mA
U in V
