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 Zyklotron arbeitet mit einem Magnetfeld von 0,340 T, der maximale Radius beträgt 0,7 m. Das Proton trägt  Ladung q = e = 1,6 \cdot 10^{-19} C  und Masse m = 1,67 \cdot 10^{-27} und hat die Zyklotronfrequenz von f= 5,2 MHz

Mit welcher kinetischen Energie E_{kin} treten die Protonen aus dem Zyklotron aus?

Nr. 2848
Lösungsweg

2 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

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 Stärke 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  in der Papierebene nach oben bewegt?

 

Nr. 2863
Lösungsweg

2 erreichbare Punkte

In einem geraden stromdurchflossenen Leiterabschnitt befindet sich das Stromelement IL mit I = 3,8 A und L = (2 \hat{\vec{x}} + 5 \hat{\vec{y}}) cm . Es ist von einem homogenen Magnetfeld B = 2,4 \hat{\vec{x}} T umgeben (\theta = 30^\circ) . Berechne die auf den Leiterabschnitt wirkende Kraft.

\vec{x}} ...Einheitsvektor in x Richtung

\vec{y}} ...Einheitsvektor in y-Richtung

Nr. 2843
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 Massepunkt mit der Ladung q = 3,5 \mu C bewegt sich mit der Geschwindigkeit \vec{v} = (4 \cdot 10^3 \hat{\vec{x}}) m/s   parallel zur x-Achse in der Ebene mit z = 0 entlang der Linie mit y = 3 m. Wie groß ist das von dieser Ladung im Koordinatenursprung erzeugte Magnetfeld wenn sich die Ladung im Punkt  P = (-4,3) befindet?

 

Nr. 2852
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


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