MINT lernen

Ladungsausgleich

30 Aufgaben von AFB I bis III: die Wanderung der Elektronen beschreiben, die Ladungserhaltung anwenden und Endladungen berechnen.

Dein Fortschritt:
0 / 0 Aufgaben
1

Übungsaufgaben

Dreißig Aufgaben, bunt gemischt — zum Klicken, Ziehen, Zuordnen, Rechnen und Knobeln. Jede Übung gibt dir sofort Rückmeldung; bei Schwierigkeiten helfen dir die gestuften Tipps. Die Chips zeigen das Anforderungsniveau: AFB I heißt wiedergeben und direkt anwenden, AFB II heißt selbst entscheiden und verknüpfen, AFB III heißt begründen, beurteilen oder eine Falle durchschauen. Mix verbindet Wissen aus mehreren Unterkapiteln, Trick warnt: Hier steckt eine Falle drin. Der Balken oben zeigt dir, wie viele der 30 Aufgaben du schon gelöst hast.

A1
Ladungen als Punkte
AFB III

Zeige im Koordinatensystem, wo die Endzustände liegen: Die x-Achse gibt die Ladung von Kugel A in e an, die y-Achse die Ladung der gleich großen Kugel B in e. S1, S2 und S3 sind drei Startzustände. Setze zu jedem Start den Punkt nach dem Ausgleich.

Bewege die Maus über das Koordinatensystem und klicke, um den Punkt zu setzen. Mit der Tastatur: Tab ins Koordinatensystem, Pfeiltasten bewegen den Cursor, Enter setzt.

S1 (−5 | 1): Summe −4 → E1 (−2 | −2). S2 (5 | −1) → E2 (2 | 2). S3 (−1 | −5) → E3 (−3 | −3). Alle Endpunkte liegen auf der Geraden y = x, weil gleich große Kugeln am Ende gleich viel Ladung tragen; Start und Ende haben dieselbe Summe x + y (Ladungserhaltung). Typischer Fehler: x- und y-Wert des Starts vertauschen statt die Summe zu teilen.
Lies an jedem Startpunkt QA (x-Wert) und QB (y-Wert) ab und bilde die Summe.
Die Endladung je Kugel ist die halbe Summe – x- und y-Wert des Endpunkts sind also gleich, z. B. S1: (−5 + 1) : 2 = −2.
A2
Wohin wandern die Elektronen?
AFB II

Bestimme für jedes Kugelpaar, in welche Richtung die Elektronen beim leitenden Verbinden wandern. Alle Kugeln sind gleich groß.

Setze in jeder Zeile das passende Kreuz — hier ist es genau eins pro Zeile. Enter setzt und löscht.
Kugeln vorhervon A nach Bvon B nach Akeine Wanderung
A −3 e, B +5 e
A +4 e, B −2 e
A +3 e, B +3 e
A +1 e, B +7 e
A neutral, B −6 e
A −9 e, B −1 e
Entscheidend ist, welche Kugel mehr Elektronen „zu viel“ hat – auch wenn beide gleich geladen sind. Bei +1 e und +7 e wandern 3 Elektronen von A zur stärker positiven Kugel B; bei −9 e und −1 e gibt A 4 Elektronen an B ab. Nur bei gleicher Ladung wandert nichts. Typischer Fehler: „beide positiv, also passiert nichts“.
Elektronen wandern immer von der Kugel mit der kleineren (negativeren) Ladung zur Kugel mit der größeren Ladung.
Vergleiche die Zahlen: −9 ist kleiner als −1, +1 kleiner als +7, 0 größer als −6. Gleich große Zahlen → keine Wanderung.
A3
Wie geladen sind die Kugeln danach?
AFB III

Zwei gleich große Metallkugeln werden leitend verbunden. Schätze für jede Zeile ein, welche Ladung danach jede einzelne Kugel trägt — ohne zu rechnen. Stark heißt hier etwa fünf oder mehr Elementarladungen, leicht heißt eine bis zwei.

Wähle für jede Zeile eine Stufe: 1 = stark negativ, 2 = leicht negativ, 3 = neutral, 4 = leicht positiv, 5 = stark positiv. Mit der Tastatur: Tab zur Zeile, ←/→ zwischen den Stufen, Enter setzt.
1 = stark negativ5 = stark positiv
Kugel A minus 12 e und Kugel B minus 8 e
Kugel A minus 3 e und Kugel B plus 1 e
Kugel A plus 5 e und Kugel B minus 5 e
Kugel A plus 3 e und Kugel B minus 1 e
Kugel A plus 14 e und Kugel B plus 6 e
Du brauchst nur das Vorzeichen und die grobe Größe der Summe: Die Hälfte davon landet auf jeder Kugel. Zwei gleichnamig geladene Kugeln können deshalb niemals neutral werden. Neutral wird es nur bei entgegengesetzt gleichen Ladungen — und genau das erkennt man auf einen Blick, ohne zu rechnen.