Übungstest

Dieser Übungstest besteht aus 8 Fragen zu 5 Bereichen.
Die Schwierigkeitsstufe ist leicht bis schwer.
Es können bei jeder Frage eine oder mehrere Antworten korrekt sein, aber nie alle.

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Gegeben sei eine rechteckige Spule mit n \ \ Windungen sowie den Seitenlängen a und b; es sei n = 80a = 20 cm und b = 30 cm. Die Spule befindet sich zur Hälfte in einem Magnetfeld mit der Sträke von 0,8 T, das in die Papierebene hineinzeigt. Der Widerstand der Spule ist 30 \Omega. Berechne den Betrag und die Richtung des induzierten Stroms, wenn sich die Spule mit einer Geschwindigkeit von 2 m/s nach rechts bewegt?

 

Nr. 2862
Lösungsweg

2 erreichbare Punkte

Ein zu einem Halbkreis  mit Radius r gebogener Leiter liegt in der x-y-Ebene. Zwischen den Punkten a und b fließt ein Strom I. Den Leiter umgibt ein sekrecht zur Ebene des Halbkreis gerichtetes Magnetfeld \vec{B} = B\hat{\vec{z}}. Welche magnetische Kraft wirkt auf den halbkreisförmigen Leiterabschnitt?

Zur Berechnung dieses Beispiels wandle die x-y-Koordinaten in Abhängigkeit des Winkel \theta an. (\theta = 0 \ \ bis\ \  \theta = \pi)

Nr. 2844
Lösungsweg

3 erreichbare Punkte

Gegeben ist eine 50 cm lange Zylinderspule mit 550 \ \  Windungen und einem Radius von 4 cm. Berechne den magnetischen Fluss, wenn durch die Spule ein Strom aus 9,3 A fließt.

Annahme: Das Magnetfeld B im Inneren dieser Spule ist homogen und parallel zur Längsachse der Spule gerichtet; folglich steht es senkrecht auf der Ebene der einzelnen Windungen.

 

Nr. 2859
Lösungsweg

2 erreichbare Punkte

Ein Stabmagnet ist so am Ende einer Spiralfeder befestigt, dass er eine einfache harmonische Bewegung entlang der Achse einer Leiterschleife ausführt (siehe Bild). Der Magnet befindet sich im Gleichgewicht, wenn sein mittelpunkt in der Ebene der Schleife liegt.

Wie verläuft der Fluss  \Phi_{mag} durch die Schleife in Abhängigkeit von der Zeit bzw. wie verläuft der induzierte Strom durch die Schleife in Abhängigkeit von der Zeit?

Nr. 2858

2 erreichbare Punkte

Berechne das Magnetfeld im Mittelpunkt einer quadratischen Leiterschleife mit der Seitenlänge L = 40 cm, durch die ein Strom von 2,5 A fließt.

 

Nr. 2855
Lösungsweg

2 erreichbare Punkte

Zwei Leiterschleifen sind parallel zueinander angeordnet. In der Schleife A fließt, von links gegen die Ebenen der Schleifen gesehen, ein Strom entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn. In welcher Richtung fließt der Strom in Schleife B, wenn die Stromstärke in A zunimmt?

Entscheide, ob die Schleifen einander abstoßen oder anziehen.

Nr. 2857
Lösungsweg

4 erreichbare Punkte

Ein Elektron (q= -e) mit einer kinetischen Energie von 5 keV bewegt sich auf einer Kreisbahn, die sich in einem senkrecht zur Bahn gerichteten Magnetfeld mit einer Feldstärke von 0,487 T befindet

Berechne den Radius r der Bahn.

 

Nr. 2850
Lösungsweg

2 erreichbare Punkte

Eine kreisrunde Spule mit 300 \ \ Windungen und einem Radius vom 8cm schließt einen Winkel von 45^\circ mit der Richtung eines homogenen äußeren Magnetfelds ein. Die Stärke des Magnetfelds nimmt pro Sekunde um 56 T zu, ohne dass sich die Richtung des Felds ändert. Wie groß ist die in der Spule induzierte Spannung?

 

Nr. 2861
Lösungsweg

2 erreichbare Punkte


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