Aufgaben zu Elektrizität und Magnetismus¶
Elektrische Ladung¶
Die folgenden Aufgaben beziehen sich auf den Abschnitt Elektrische Ladung.
(*) Warum laden sich beim Reiben zweier Körper stets beide Körper elektrisch auf?
Stromstärke, Spannung und Widerstand¶
Die folgenden Aufgaben beziehen sich auf den Abschnitt Stromstärke, Spannung und Widerstand.
Ohmsches Gesetz
(*) Die Stromquelle eines Stromkreises stellt eine Spannung von bereit. Welchen Widerstand hat der Stromkreis insgesamt, wenn die Stromstärke beträgt?
(*) Der Gesamt-Widerstand in einem Stromkreis beträgt , die Stromquelle stellt eine Spannung von bereit. Wie groß ist dabei der Betrag der Stromstärke?
(*) Wie groß ist die Stromstärke in einem Stromkreis mit einem Gesamt-Widerstand von , wenn eine Spannung von angelegt wird?
(*) Welche Spannung ist nötig, um in einem Stromkreis mit einem Gesamtwiderstand von eine Stromstärke von zu erreichen?
(*) Bei einer Spannung von beträgt die Stromstärke eines Stromkreises . Wie groß ist der Gesamt-Widerstand des Stromkreises?
Spezifischer Widerstand
(*) Wie groß ist der elektrische Widerstand eines Kupferdrahts mit einem Radius von und einer Länge von ? Der spezifische Widerstand von Kupfer beträgt .
(*) Wie groß ist der elektrische Widerstand eines Kupferdrahts mit einem Radius von und einer Länge von ? Der spezifische Widerstand von Kupfer beträgt . Welchen Widerstand hätte ein baugleicher Draht aus Aluminium oder Edelstahl ?
(*) Welchen Durchmesser muss ein Eisendraht mindestens haben, wenn er bei einer Länge von einen elektrischen Widerstand von weniger als aufweisen soll? Der spezifische Widerstand von Eisen beträgt circa .
Elektrische Felder¶
Die folgenden Aufgaben beziehen sich auf den Abschnitt Elektrische Felder.
(*) Im Blitzgerät einer Foto-Kamera ist ein Kondensator mit einer Kapazität von als Energiespeicher eingebaut. Wie viel Energie wird beim Auslösen des Blitzes beziehungsweise Entladen des Kondensators freigesätzt, wenn der Kondensator mit einer Ladespannung voll geladen war?
(*) Ein Strom mit einer konstanten Stärke von fließt durch einen Kondensator mit einer Kapazität von von . Welche Spannung hat sich nach 1, 2, 3, 4 beziehungsweise 5 Sekunden aufgebaut? Welche Energiemenge sind zu den jeweiligen Zeitpunkten im Kondensator gespeichert?[1]
Magnetismus¶
Die folgenden Aufgaben beziehen sich auf den Abschnitt Magnetismus.
(*) Der Nordpol einer Magnetnadel zeigt annähernd zum geographischen Nordpol der Erde. Was folgt daraus für den magnetischen Nord- bzw. Südpol der Erde, wenn man bedenkt, dass sich gleichnamige Pole abstoßen und ungleichnamige Pole anziehen?
Elektrische Arbeit, Energie und Leistung¶
Die folgenden Aufgaben beziehen sich auf den Abschnitt Elektrische Arbeit, Energie und Leistung.
(*) Wie groß ist die Stromstärke, die durch eine -Glühbirne fließt, die mit Spannung betrieben wird? Welche Energiemenge wird dabei bei einer Betriebsdauer von benötigt? Welche Ladungsmenge fließt in dieser Zeit durch die Glühbirne? Q = I cdot t
(**) Eine Glühbirne wird mit einer Leistung von bei einer Spannung von über eine Zeitdauer von betrieben. Wie viele Elektronen fließen in dieser Zeit durch die Glühbirne?
(*) Die Leistung eines Wasserkochers ist mit angegeben. Wie groß ist die Stromstärke, die sich durch Anlegen einer Spannung von ergibt?
(**) Die an einem elektrischen Heizgerät anliegende Spannung soll um erhöht werden. Um wie viel Prozent steigt dadurch die elektrische Leistung des Heizgeräts, wenn der Heizwiderstand als konstant angenommen werden kann?
Anmerkungen:
[1] | Diese Aufgabe stammt aus Clifford Wolfs Skript, Seite 33. |