Aufgaben zum magnetischen Feld - Versionsgeschichte

Felicia.Chin-Malenski am 11. September 2012 um 19:04 Uhr

2012-09-11T19:04:31Z

Patrick.Nordmann: /* Kraftwirkung auf elektrische Stöme im Magnetfeld */

2012-09-11T10:47:32Z

‎Kraftwirkung auf elektrische Stöme im Magnetfeld

Patrick.Nordmann am 11. September 2012 um 10:45 Uhr

2012-09-11T10:45:16Z

Patrick.Nordmann am 11. September 2012 um 10:44 Uhr

2012-09-11T10:44:05Z

Marc.Gualtiero am 11. September 2012 um 08:52 Uhr

2012-09-11T08:52:55Z

Patrick.Nordmann am 17. Juli 2012 um 21:31 Uhr

2012-07-17T21:31:26Z

Patrick.Nordmann: Die Seite wurde neu angelegt: „ Magnetisierung und magnetische Ladung Erklären Sie mit einem geeigneten Modell, wie ein Stück Eisen magnetisch oder unmagnetisch sein kann. Was ist in diese…“

2012-07-17T20:45:42Z

Die Seite wurde neu angelegt: „ Magnetisierung und magnetische Ladung *Erklären Sie mit einem geeigneten Modell, wie ein Stück Eisen magnetisch oder unmagnetisch sein kann. *Was ist in diese…“

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Magnetisierung und magnetische Ladung
*Erklären Sie mit einem geeigneten Modell, wie ein Stück Eisen magnetisch oder unmagnetisch sein kann.
*Was ist in diesem Modell der Unterschied zwischen Aluminium und Eisen?
*Was ist der Unterschied zwischen einem Dauermagneten und einem Stück Weicheisen?
*Zeichnen Sie einen einfachen Stabmagneten mit den magnetischen Ladungen, den Magnetisierungslinien und den Feldlinien.
*Welche Aussagen sind richtig?
:a) Magnetische Feldlinien beginnen bei Nordpolladungen und enden bei Südpolladungen.
:b) Magnetische Feldlinien sind immer in sich geschlossen, also Wirbelfelder.
:c) Die Magnetisierungslinien geben die Ausrichtung der Elementarmagnete an.
:d) Die Magnetisierungslinien beginnen wie die Feldlinien beim Nordpol und enden beim Südpol.
:e) Die Magnetisierungslinien beginnen dort, wo die Feldlinien enden und umgekehrt.

Material im Magnetfeld
*Wie kann man ein Magnetfeld abschirmen? Machen Sie dazu eine erklärende Zeichnung
*Ein Stück Weicheisen wird in ein Magnetfeld gehalten.
:Wie groß ist die Feldstärke innerhalb des Eisens?
:Was passiert, wenn man kein Weicheisen verwendet, sondern ein weniger gut magnetisierbares Eisen?

Felderzeugung durch elektrische Ströme:
*Zeichnen Sie jeweils einige Feldlinien und Flächen ein und kennzeichnen Sie die Stromrichtung.
*Ein stromdurchflossenes Kabel.
*Eine stromdurchflossene Spule.

Magnetische Feldstärke
*Wie wurde die elektrische, schwere und magnetische Feldstärke bereits mit Hilfe einer Probeladung definiert?
:Warum ist diese Festlegung im elektrischen und schweren Fall praktikabel, aber im magnetischen Fall nicht?
*Wie wird daher die magnetische Feldstärke definiert?
*Eine Spule ist 40cm lang und hat 1000 Windungen. Es fließt ein Strom der Stärke 4 A durch sie hindurch.
:Berechnen Sie die magnetische Feldstärke im Inneren der Spule.
:Ist es egal, ob die Spule einen Durchmesser von 40cm oder von nur 4cm hat?

Messen der magnetischen Ladung
*Beschreiben Sie ein Verfahren, mit dem man die magnetische Ladung eines Festmagneten bestimmen kann.
*Der Nordpol eines Dauermagneten erfährt im Inneren einer Spule eine Kraft von 0,3N. Die Spule hat 500 Windungen und es fließt ein Strom der Stärke 2A hindurch. Die Länge der Spule beträgt 10cm.
:Wieviel magnetische Ladung "sitzt" auf dem Nordpol?
:Wieso ist es wichtig, dass der Südpol relativ weit entfernt ist?
:Was erwarten Sie, wenn man die Kraftwirkung auf den Südpol misst? (Warum?)

Kraftwirkung auf elektrische Stöme im Magnetfeld
*

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 :c) Ein stromdurchflossenes Kabel senkrecht zu einem Magnetfeld.
 *Erklären Sie die prinzipielle Funktionsweise einer Hall-Sonde.
 *[[Datei:Erdmagnetfeld_mit_Sonnenwind.jpg|thumb|Eine künstlerische Darstellung des Erdmagnetfeldes und des Sonnenwindes.]]Der Sonnenwind besteht aus schnellen, elektrisch geladenen Teilchen. Treffen diese im Äquatorbereich das Magnetfeld der Erde, so werden sie um die Erde herum abgelenkt.
 :Erklären Sie mit Hilfe der Lorentzkraft und der 3-Finger-Regel, wie die Ablenkung erfolgt.

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 :c) Ein stromdurchflossenes Kabel senkrecht zu einem Magnetfeld.
 *Erklären Sie die prinzipielle Funktionsweise einer Hall-Sonde.
 *[[Datei:Erdmagnetfeld_mit_Sonnenwind.jpg|thumb|Eine künstlerische Darstellung des Erdmagnetfeldes und des Sonnenwindes.]]Der Sonnenwind besteht aus schnellen, elektrisch geladenen Teilchen. Treffen diese im Äquatorbereich das Magnetfeld der Erde, so werden sie um die Erde herum abgelenkt.
 :Erklären Sie mit Hilfe der Lorentzkraft und der 3-Finger-Regel, wie die Ablenkung erfolgt.

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 :Wie muss man das Kabel ausrichten, um die wirkende Kraft möglichst groß oder möglichst klein zu haben?
 *Es wir der Hall-Effekt bei einem Halbleiter und bei Silber untersucht. Folgende Messwerte wurden gefunden:
-:Silber: Länge l= Höhe b= Dicke d= Stromstärke I=20A, Hallspannung U= 0,01 mV
+:Silber: (effektive)Länge l=5mm Höhe b=2cm Dicke d=0,1mm Stromstärke I=20A, Hallspannung U= 0,01 mV
-:Germanium, p-dotiert: Länge l= Höhe b= Dicke d= Stromstärke I=80mA, Hallspannung U= -40mV
+:Germanium, p-dotiert: Länge l=10mm Höhe b=5mm Dicke d=1mm Stromstärke I=80mA, Hallspannung U= -40mV
 :In beiden Fällen betrug die magnetische Feldstärke 80000A/m.
 :Berechnen Sie jeweils die Geschwindigkeiten der Ladungsträger.
 :Warum ist das Vorzeichen der Hallspannung unterschiedlich?

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 :c) Ein stromdurchflossenes Kabel senkrecht zu einem Magnetfeld.
 *Erklären Sie die prinzipielle Funktionsweise einer Hall-Sonde.
 *[[Datei:Erdmagnetfeld_mit_Sonnenwind.jpg|thumb|Eine künstlerische Darstellung des Erdmagnetfeldes und des Sonnenwindes.]]Der Sonnenwind besteht aus schnellen, elektrisch geladenen Teilchen. Treffen diese im Äquatorbereich das Magnetfeld der Erde, so werden sie um die Erde herum abgelenkt.
 :Erklären Sie mit Hilfe der Lorentzkraft und der 3-Finger-Regel, wie die Ablenkung erfolgt.

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-Magnetisierung und magnetische Ladung
+==Magnetisierung und magnetische Ladung==
 *Erklären Sie mit einem geeigneten Modell, wie ein Stück Eisen magnetisch oder unmagnetisch sein kann.
 *Was ist in diesem Modell der Unterschied zwischen Aluminium und Eisen?
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 :e) Die Magnetisierungslinien beginnen dort, wo die Feldlinien enden und umgekehrt.
-Material im Magnetfeld
+==Material im Magnetfeld==
 *Wie kann man ein Magnetfeld abschirmen? Machen Sie dazu eine erklärende Zeichnung
 *Ein Stück Weicheisen wird in ein Magnetfeld gehalten.
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 :Was passiert, wenn man kein Weicheisen verwendet, sondern ein weniger gut magnetisierbares Eisen?
-Felderzeugung durch elektrische Ströme:
+==Felderzeugung durch elektrische Ströme==
 *Zeichnen Sie jeweils einige Feldlinien und Flächen ein und kennzeichnen Sie die Stromrichtung.
 *Ein stromdurchflossenes Kabel.
 *Eine stromdurchflossene Spule.
-Magnetische Feldstärke
+==Magnetische Feldstärke==
 *Wie wurde die elektrische, schwere und magnetische Feldstärke bereits mit Hilfe einer Probeladung definiert?
 :Warum ist diese Festlegung im elektrischen und schweren Fall praktikabel, aber im magnetischen Fall nicht?
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 :Ist es egal, ob die Spule einen Durchmesser von 40cm oder von nur 4cm hat?
-Messen der magnetischen Ladung
+==Messen der magnetischen Ladung==
 *Beschreiben Sie ein Verfahren, mit dem man die magnetische Ladung eines Festmagneten bestimmen kann.
 *Der Nordpol eines Dauermagneten erfährt im Inneren einer Spule eine Kraft von 0,3N. Die Spule hat 500 Windungen und es fließt ein Strom der Stärke 2A hindurch. Die Länge der Spule beträgt 10cm.
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 :Was erwarten Sie, wenn man die Kraftwirkung auf den Südpol misst? (Warum?)
-Kraftwirkung auf elektrische Stöme im Magnetfeld
+==Kraftwirkung auf elektrische Stöme im Magnetfeld==
 *Beschreiben Sie ein Beispiel/Versuch mit dem Sie erklären, wie eine Kraft auf elektrische Ströme im Magnetfeld wirken kann.
 *Was besagt die "3-Finger-Regel" oder auch "UVW-Regel"? Und warum verwenden manche die linke und manche die rechte Hand?