Aufgaben zur Klassenarbeit für die 8ab - Lösungen

Hier stehen nur die Lösungen der Aufgaben für den Magnetismus und die Elektrostatik. Die anderen Lösungen stehen in den jeweiligen Kapiteln.

Magnetismus

1) Ein Magnet hat nicht überall Pole. Beschreibe wie man experimentell die Pole finden kann.

a) Man taucht den Magneten in Eisenspäne. An den Pole bleibt am meisten Eisen hängen.

b) Man legt den Magnet auf einen Tisch und streut Eisenpulver in die Nähe. Das Eisenpulver bildet Linien, die von einem Pol zum anderen verlaufen.

c) Man tastet mit einem Eisennagel den Magneten ab. Nur an den Polen spürt man eine anziehende Wirkung.

2) Bei einem Stabmagnet sind die Pole nicht markiert. Beschreibe wie man Nord- und Südpol des unmarkierten Magneten finden kann.

a) Mit Hilfe eines Magneten mit markierten Nord- und Südpolen.

Die gleichen Pole (S-S oder N-N) stoßen sich ab. So findet man mit dem markierten Nordpol den unmarkierten Nordpol und ebenso den Südpol.

b) Mit Hilfe einer Schnur.

Der an einer Schnur drehbar aufgehängte Magnet richtet sich nach dem geographischen Nordpol und Südpol aus. Der Pol, der nach Norden zeigt, ist der Nordpol.

3) Wenn ein Magnet zerbricht, entstehen neue Pole. Erkläre das mit dem Modell der Elementarmagnete.

Bei einem magnetisierten Stück Eisen sind die Elementarmagnete ausgerichtet. Es bilden sich Pole.

Bricht man einen Festmagnet durch, so sind die Elementarmagnete immer noch ausgerichtet. Dadurch entstehen an den Bruchstellen neue Pole.

4) Ein eiserner Nagel hat keine Wirkung auf einen anderen Nagel. Hängt man aber den Nagel an einen Magneten, so kann er einen weiteren Nagel anziehen. Erkläre das mit dem Modell der Elementarmagnete.

Ein unmagnetisiertes Stück Eisen enthält Elementarmagnete, die in verschiedene Richtungen zeigen. Deshalb hat es keine Pole.

Die Nordpole der Elementarmagnete richten sich nach dem Südpol des Festmagneten aus.

Dadurch bekommen die Eisennägel Pole, die zusammengezogen werden.

5) Zeichne zu den Magneten in rot die Feldlinien mit Pfeilen rot und in grün die Feldflächen ein.

6) Erkläre woran man an den Feldlinien erkennt, ob sich zwei Magnete abstoßen oder anziehen.

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  Zwischen dem Nord- und dem Südpol der beiden Magneten verlaufen auch Feldlinien. Stellt man sich die Feldlinien als gespannte Gummibänder vor, so sieht man wie die unterschiedlichen Pole zueinandergezogen werden.

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  Senkrecht zu den Feldlinien drückt das Magnetfeld die gleichen Pole auseinander. Als ob sich die Gummibänder gegenseitig abstoßen.

Elektrostatik

1) Reibt man zwei Plastiktrinkhalme an einem Wollpullover oder an einem Fell, so stoßen sie sich ab. Erkläre diesen Versuch.

Durch das Reiben der Halme am Fell verschieben sich elektrische Ladungen. Die Halme werden negativ geladen und das Fell positiv. Gleiche Ladungen stoßen sich ab und deshalb stoßen sich auch die Trinkhalme ab.

2) Wenn man über manche Teppiche läuft, bekommt man beim Anfassen der Türklinke "einen Schlag". Beschreibe den Vorgang physikalisch. (https://phet.colorado.edu/en/simulations/john-travoltage)

Durch das Reiben der Schuhe am Teppich werden negative Ladungen aus dem Teppich in den Menschen befördert. Der Mensch ist negativ geladen. Berührt er die Türklinke, so fließen die überschüssigen Ladungen wieder ab, denn gleiche Ladungen stoßen sich ab. Dieser Strom von Ladungen verursacht den Blitz in der Luft. Danach ist der Mencsh wieder neutral. Er hat gleich viele positive wie negtive Ladungen in sich.

3) Erkläre warum der geriebene Luftballon an der Tafel klebt. (https://phet.colorado.edu/en/simulations/balloons-and-static-electricity/about)

Durch das Reiben des Ballons werden negative Ladungen vom Pullover auf den Ballon verschoben. Der Pullover sist positiv, der Ballon negativ gelden. Deshalb ziehen sich Pullover und Ballon auch an.

Die Wand ist neutral und nicht geladen. Ist der Ballon aber in der Nähe, so verschieben sich die negativen Ladungen der Wand nach hinten, denn gleiche Ladungen stoßen sich ab. Jetzt ziehen sich der positive Teil der Wand und der Ballon an. Der negative Teil der Wand und der Ballon stoßen sich ab. Aber die anziehende Wirkung ist größer als die abstoßende, weil der positive Teil der Wand näher am Ballon ist als der negative Teil der Wand.