1.Leicht
Ein gerader, 25 cm langer Draht liegt unter 30° zu einem homogenen Magnetfeld von 0,1 T. Die magnetische Kraft auf ihn beträgt 0,25 N. Bestimme den Strom I.
B = 0,1 TF = 0,25 NL = 25 cmθ = 30°
I = A
Arbeitsblatt Magnetfelder & Induktion mit Lösungen
2.Leicht
Eine rechteckige Schleife von 12 cm mal 15 cm liegt in einem homogenen Magnetfeld von 0,5 T. Die Feldlinien schließen mit der Ebene der Schleife einen Winkel von 60° ein. Bestimme den magnetischen Fluss Φ durch die Schleife.
B = 0,5 TA = 12 cm × 15 cm60° zur Ebene
Φ = mWb
3.Mittel
Eine Spule mit 500 Windungen, der Fläche 80 cm² und dem Widerstand 8 Ω bildet einen geschlossenen Stromkreis. Ein homogenes Feld senkrecht zur Spule steigt in 20 ms gleichmäßig von 0,2 T auf 0,5 T. Bestimme den mittleren induzierten Strom I.
N = 500A = 80 cm²B: 0,2 T → 0,5 TΔt = 20 msR = 8 Ω
I = A
4.Mittel
Ein Elektron bewegt sich auf einem Kreis in einem homogenen Magnetfeld von 8 mT. Bestimme die Zeit T für einen Umlauf.
m = 9,109 × 10⁻³¹ kg|q| = 1,602 × 10⁻¹⁹ CB = 8 mT
T = ns
5.Schwer
Eine kurze Spule mit 20 Windungen ist dicht um die Mitte einer langen Spule mit 800 Windungen, der Länge 20 cm und dem Durchmesser 3 cm gewickelt. Der Strom in der langen Spule ändert sich mit 50 A/s. Bestimme die in der kurzen Spule induzierte Spannung ε.
N1 = 800N2 = 20l = 20 cm⌀ = 3 cmdi/dt = 50 A/sμ₀ = 4π × 10⁻⁷ T·m/A
ε = mV
6.Schwer
Ein Proton passiert einen Geschwindigkeitsfilter mit gekreuzten Feldern E = 1 × 10⁵ V/m und B₁ = 0,4 T unabgelenkt. Dann tritt es senkrecht in einen zweiten Bereich ein, in dem nur ein Magnetfeld B₂ = 1 T herrscht. Bestimme den Radius r seiner Bahn dort.
E = 1 × 10⁵ V/mB1 = 0,4 TB2 = 1 Tm = 1,673 × 10⁻²⁷ kg|q| = 1,602 × 10⁻¹⁹ C
r = cm
Lösungsschlüssel
- 1. I = 20 A
- 2. Φ = 7,794 mWb
- 3. I = 7,5 A
- 4. T = 4,466 ns
- 5. ε = 3,553 mV
- 6. r = 0,2611 cm
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