Arbeitsblatt Magnetfelder & Induktion mit Lösungen

Kostenloses Arbeitsblatt Magnetfelder & Induktion zum Ausdrucken: 6 Aufgaben von leicht bis Prüfungsniveau, mit Lösungsschlüssel. Drucke es aus oder speichere es als PDF.

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1.Leicht
nB20°20 cm × 10 cmB = 0,4 T

Eine rechteckige Schleife von 20 cm mal 10 cm liegt in einem homogenen Magnetfeld von 0,4 T. Das Feld schließt mit der Normalen der Schleife einen Winkel von 20° ein. Bestimme den magnetischen Fluss Φ durch die Schleife.

B = 0,4 TA = 20 cm × 10 cm20° zur Normalen
Φ = mWb
2.Leicht
I = 25 APr = ?B = 200 µT

Ein langer gerader Draht führt 25 A. In welchem Abstand r vom Draht beträgt die magnetische Flussdichte 200 µT?

I = 25 AB = 200 µTμ₀ = 4π × 10⁻⁷ T·m/A
r = cm
3.Mittel
−v = 3 × 10⁶ m/sr = 0,08529 cmB = ?

Ein Elektron tritt mit 3 × 10⁶ m/s senkrecht in ein homogenes Magnetfeld ein und bewegt sich auf einem Kreis mit dem Radius 0,08529 cm. Bestimme die magnetische Flussdichte B.

m = 9,109 × 10⁻³¹ kg|q| = 1,602 × 10⁻¹⁹ Cv = 3 × 10⁶ m/sr = 0,08529 cm
B = mT
4.Mittel
R = 2 Ωv = 6 m/sL = 30 cmB = 0,5 T

Ein 30 cm langer Metallstab gleitet mit 6 m/s auf zwei Schienen in einem homogenen Feld von 0,5 T, das in die Blattebene hinein gerichtet ist. Bestimme die induzierte Spannung ε zwischen seinen Enden.

B = 0,5 TL = 30 cmv = 6 m/s
ε = mV
5.Schwer
E = 1 × 10⁵ V/m, B1​ = 0,1 TB2​ = 0,25 Tr = ?

Ein Proton passiert einen Geschwindigkeitsfilter mit gekreuzten Feldern E = 1 × 10⁵ V/m und B₁ = 0,1 T unabgelenkt. Dann tritt es senkrecht in einen zweiten Bereich ein, in dem nur ein Magnetfeld B₂ = 0,25 T herrscht. Bestimme den Radius r seiner Bahn dort.

E = 1 × 10⁵ V/mB1 = 0,1 TB2 = 0,25 Tm = 1,673 × 10⁻²⁷ kg|q| = 1,602 × 10⁻¹⁹ C
r = cm
6.Schwer
Bn = ?15 cm × 10 cmN = 250B = 0,05 T

Eine Spule mit 250 Windungen, 15 cm × 10 cm, rotiert in einem homogenen Feld von 0,05 T um eine Achse senkrecht zum Feld. Mit welcher Drehzahl n (in Umdrehungen pro Minute) muss sie sich drehen, um eine Effektivspannung von 8,33 V zu liefern?

N = 250A = 15 cm × 10 cmB = 0,05 TErms = 8,33 V
n = rpm

Lösungsschlüssel

  1. 1. Φ = 7,518 mWb
  2. 2. r = 2,5 cm
  3. 3. B = 20 mT
  4. 4. ε = 900 mV
  5. 5. r = 4,177 cm
  6. 6. n = 600 rpm

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