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Academic year: 2021

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Philipp – Melanchthon - Gymnasium Bautzen GK Physik 11

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Übungsblatt Klausur Kurs 11/1 Version 2021

Thema: Klausurvorbereitung Übungsblatt Klausur I: Elektrizitätslehre

1 Wie kann man feststellen,

a) ob ein Körper elektrisch geladen ist b) ob zwei Metallkugeln gleich stark geladen sind?

2 Einem isoliert aufgehängten, leitenden neutralen Kügelchen wird eine negativ geladene Kugel genähert.

Das Kügelchen wird angezogen, berührt die Kugel und wir dann abgestoßen.

Erklären Sie dieses Verhalten.

3 An einen horizontal liegenden Plattenkondensator wird eine Gleichspannung so gelegt, dass die obere Platte positiv geladen ist. In einem Punkt zwischen den Platten des Kondensators befindet sich ein negativ geladenes Teilchen der Masse m zunächst in Ruhe und wird dann freigegeben.

Skizzieren Sie das Feldlinienbild im Innern des Plattenkondensators.

Nennen Sie die Kräfte, die auf das Teilchen wirken. Zeichnen Sie die entsprechenden Kraftvektoren ein.

4 Woran erkennt man das Vorhandensein eines magnetischen Feldes?

5 Ein Magnet zieht eine Büroklammer an und hält sie fest. Die Büroklammer zieht eine zweite an und hält sie fest. Wie ist das zu erklären?

6 In der Nähe eines "schwarzen Kastens" nehmen Magnetnadeln die ge- zeichneten Stellungen ein.

Was lässt sich über den Inhalt des Kastens aussagen?

7 Ermitteln Sie die jeweils gesuchten Grö- ßen aus den Angaben in den Skizzen.

Berechnungen

1 Gegeben ist ein Plattenkondensator mit Abstand der Platten d = 8 mm; Plattenfläche A = 25 cm 2 ; U = 20 kV. Ermitteln Sie:

a) elektr. Feldstärke, Kapazität, Ladung, Energie.

b) Die Platten werden (ohne Luftspalt) auf eine Glasplatte (d = 8 mm, εr = 6) geklebt.

Gesucht sind die gleichen Größen wie unter a).

2 In einer Elektronenstrahlröhre werden Elektronen durch eine Spannung von 900 V beschleunigt. Der Abstand zwischen Kathode und Anode beträgt 50 mm.

Berechnen Sie:

a) die Endgeschwindigkeit der Elektronen,

b) die Zeit, die zum Erreichen der Endgeschwindigkeit benötigt wird.

3 In einer 60 cm langen, mit Luft gefüllten Spule mit 1000 Windungen wird mit einem Erregerstrom von 0,2 A ein Magnetfeld erzeugt.

a) Ermitteln Sie die magnetische Flussdichte.

b) Wie groß wird sie, wenn man die Spule mit Eisen (µrel = 1000) ausfüllt?

4 Eine stromdurchflossene Zylinderspule der Länge 48 cm mit 720 Windungen wird einmal auf 42 cm Länge gestaucht, dann auf 60 cm gestreckt.

Auf welchen Prozentsatz des ursprünglichen Wertes ändert sich jeweils der Betrag der in der Spulenmitte herrschenden Flussdichte?

5 Elektronen treten mit der Geschwindigkeit v = 107 m/s senkrecht zu den Feldlinien in ein homogenes Magnetfeld ein. Berechnen Sie die Flussdichte des Magnetfeldes, wenn die Lorentzkraft 10-12 N beträgt.

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Philipp – Melanchthon - Gymnasium Bautzen GK Physik 11

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Übungsblatt Klausur Kurs 11/1 Version 2021

Thema: Klausurvorbereitung Übungsblatt Klausur I: Elektrizitätslehre Lösungen

zu 1 a) Kraftwirkung auf einen geladenen Körper, Kraftwirkung auf einen ungeladenen Körper durch Influenz

b) es wirkt auf einen geladenen Probekörper in der gleichen Entfernung die gleiche Kraft (Def. elektr. Feldstärke)

zu 2 Bei Annäherung tritt Influenz auf und die neutrale Kugel wird auf der Seite der negativen Kugel positiv.

Damit wirken hier Anziehungskräfte und die neutrale Kugel bewegt sich. Auf die negativen Ladungen auf der anderen Seite der neutralen Kugel wirken Abstoßungskräfte, die aber auf Grund der größeren Entfernung kleiner sind als die Anziehungskräfte.

Bei der Berührung erfolgt ein Ladungsträgeraustausch und die neutrale Kugel wird ebenfalls negativ und abgestoßen.

zu 3

zu 4 Kraft auf Eisen, Kobalt, Nickel, andere Magnete und stromführende Leiter

zu 5 Durch das Magnetfeld werden die Elementarmagnete in der Büroklammer ausgerichtet und sie verstärkt damit das bereits vorhandene Magnetfeld.

zu 6 Im Kasten befindet sich ein stromdurchflossener Draht, der senkrecht zu den Magnetnadeln im Kasten nach oben verläuft.

zu 7 a) positives Teilchen b) Kraft nach oben – Kreisbahn entsteht c) keine Kraftwirkung Berechnungen

zu 1

zu 2 zu 3

zu 4 B1 ist 114% von B; B2 ist 80% von B zu 5 B = 0,625 T

Geschwindigkeit v = 1,8∙107m/s Zeit t = 5,6∙10-9s a) Flussdichte 4,2ž10-4 T

b) Flussdichte 4,2 T

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