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Übungsaufgaben
Dreißig Aufgaben nach Anforderungsbereichen. Jede Aufgabe prüft deine Eingabe sofort; der Erläuterungstext darunter zeigt anschließend, worauf es fachlich ankommt. Dezimalzahlen mit Komma.
1Paare zu \(E = \dfrac{U}{d}\)AFB I
Finden Sie die zusammengehörenden Karten zur Beziehung \(E=\dfrac{U}{d}\).
Decke zwei Karten auf. Passen sie zusammen, bleiben sie liegen — sonst drehen sie sich wieder um.
Zwei Paare sind reine Umrechnungen — und genau daran scheitern die meisten Rechnungen. Zentimeter und Kilovolt müssen vor dem Einsetzen in Meter und Volt verwandelt werden, sonst stimmt die Größenordnung um den Faktor 100 oder 1000 nicht. Das Paar \(\mathrm{\frac{V}{m}}\) ↔ \(\mathrm{\frac{N}{C}}\) erinnert daran, dass die Feldstärke gleichzeitig „Spannung je Meter“ und „Kraft je Ladung“ bedeutet.
2Das homogene FeldAFB I
Wählen Sie alle Aussagen aus, die für das Feld zwischen den Platten eines Plattenkondensators zutreffen.
Mehrere Antworten sind richtig. Markiere alle zutreffenden und klicke dann auf „Prüfen“.
Die vorletzte Option ist eine Rechen-, keine Physikaussage: Eine andere Einheit ändert nur die Zahl auf dem Papier, nicht das Feld im Kondensator. Und der Plattenrand ist die bekannte Ausnahme — dort wölben sich die Feldlinien nach außen, das Feld ist schwächer und nicht mehr homogen. \(E = \dfrac{U}{d}\) beschreibt sauber nur den mittleren Bereich zwischen den Platten.
3Feldstärke berechnenAFB I
Ein Plattenkondensator liegt an \(U=600\,\mathrm V\), der Plattenabstand beträgt \(d=3{,}0\,\mathrm{cm}\).
Berechnen Sie die Feldstärke \(E\) in \(\mathrm{\frac{V}{m}}\).Rechne zuerst d in Meter um und setze dann in \(E = \dfrac{U}{d}\) ein. Trage das Ergebnis in \(\mathrm{\frac{V}{m}}\) ein.
Mit d = 0,030 m folgt \(E = \dfrac{600\,\mathrm{V}}{0{,}030\,\mathrm{m}} = 20\,000\ \mathrm{\frac{V}{m}}\). Wer die 3,0 cm stehen lässt, erhält 200 „\(\mathrm{\frac{V}{cm}}\)“ und damit einen um den Faktor 100 zu kleinen Zahlenwert. Eine gute Kontrolle ist die Größenordnung: Bei Laborkondensatoren mit einigen hundert Volt und wenigen Zentimetern Abstand liegen die Feldstärken typischerweise im Bereich einiger 10 000 \(\mathrm{\frac{V}{m}}\).