Diversitas 2018 Preis Gefördert vom MA23 Wien

Übungstest

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

Test als PDF ausgeben (Kann je nach Länge einige Minuten dauern)

An der Nordhalbkugel hat das Erdmagnetfeld an einer bestimmten Stelle eine Stärke vom 0,6 \ \ G und ist nach unten, sowie nach Norden gerichtet, wobei es einen Winkel von etwa 70^\circ mit der Horizontalen einschließt.

Ein Proton (q=+e) bewegt sich mit einer Geschwindigkeit von 
\vec{v} = \begin{pmatrix}0\\\ 10^7\\0\end{pmatrix}  m/s horizontal nach Norden. Berechne die auf das Proton wirkende magnetische Kraft

a)    mittels |F| = q|v||B|\sin \theta und

b)   vektoriell als \vec{F} = q({\vec{v} \times \vec{B}), indem v und B in Komponentenschreibweise mit den Einheitsvektoren \hat{\vec{x}}, \hat{\vec{y}} und \hat{\vec{Z}} formuliert werden

Nr. 2841
Lösungsweg

2 erreichbare Punkte

Ein punktförmiges Teilchen mit einer Ladung q = - 4,56 nC bewegt sich  mit einer Geschwindigkeit von 3,54 \cdot 10^6 \hat{\vec{x}} m/s. Berechne die Kraft, die ein Magnetfeld B = 0,45 \hat{\vec{y}} T auf das Teilchen ausübt.

 

Nr. 2849
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

Ein Proton mit der Masse m = 2,48 \dot 10^{-27}kg  und der Ladung q = e = 1,6 \cdot 10^{-19} C bewegt sich auf einer Kreisbahn mit einem Radius r = 42 cm senkrecht zu einem Magnetfeld mit |B| = 6000 G.

Berechne die Geschwindigkeit v des Protons.

Nr. 2845
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

Eine Leiterschleife mit kreisförmigem Querschnitt hat 5 \ \  Windungen \ \ (n = 5), mit dem Radius von r=5 cm. Durch diese fließt ein Strom von I=6 A. Berechne die im Draht bewegte Ladung (in Coulomb) unter der Annahme, dass die Driftgeschwindigkeit der freien Elektronen gleich v_d=1,4 \cdot 10^{-4} m/s ist.

 

Nr. 2854
Lösungsweg

2 erreichbare Punkte

Ein Proton mit der Masse m = 2,48 \dot 10^{-27}kg , Geschwindigkeit v =1,62 \cdot 10^7 m/s und der Ladung q = e = 1,6 \cdot 10^{-19} C bewegt sich auf einer Kreisbahn mit einem Radius r = 42 cm senkrecht zu einem Magnetfeld mit |B| = 6000 G.

Berechne die Persiode T der Bewegung.

Nr. 2846
Lösungsweg

2 erreichbare Punkte

Zwei lange, gerade Leiter liegen parallel zur z-Achse entlang der Linie mit x = -3 cm und y = 0 bzw. mit x = 3 und y = 0. Durch beide Leiter fließt in positiver z-Richtung ein Strom von 1,7 A.

Berechne das Magnetfeld im Punkt P auf der y- Achse bei y = 6 cm.

 

Nr. 2856
Lösungsweg

2 erreichbare Punkte


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