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Übungsaufgaben
Reflexionsaufgaben gelten als erledigt, sobald du die Antwort aufklappst und mit deiner Überlegung vergleichst.
1Energie oder Spannung?AFB I
Ordnen Sie jede Karte der Größe zu, um die es sich handelt.
Ziehe jede Karte in den passenden Korb — oder wähle sie mit Enter aus und drücke dann die Ziffer des Korbs (0 legt sie zurück).
1Energie
2Spannung
Die Falle steckt im Elektronenvolt: Trotz des Wortes „Volt“ ist 1 eV eine Energie — nämlich die Energie, die ein Elektron beim Durchlaufen von einem Volt aufnimmt. Wer eV in die Spalte „Spannung“ legt, verwechselt die Größe mit ihrer Entstehungsgeschichte. Prüfe im Zweifel die Einheit: Alles, was sich in Joule umrechnen lässt, ist Energie.
2Spannung in WortenAFB I
Vervollständigen Sie den Text zur Bedeutung von \(U=\dfrac{W}{q}\).
Wort anklicken, dann Lücke anklicken (oder umgekehrt). Ein Klick auf eine gefüllte Lücke legt das Wort zurück.
Die Spannung gibt an, wie viel pro im Feld umgesetzt wird; gemessen wird sie in . Für einzelne Teilchen ist die Einheit unhandlich klein in der Zahl, deshalb rechnet man dort lieber mit dem . Entscheidend ist außerdem: Die aufgenommene Energie hängt nur von der durchlaufenen Spannung ab, nicht vom genauen zwischen den Platten.
Der letzte Satz ist die eigentliche Aussage des Kapitels: Das elektrische Feld verhält sich wie die Schwerkraft beim Treppensteigen — nur der Höhenunterschied zählt, nicht die Route. Deshalb darf man mit W = q·U rechnen, ohne den Bahnverlauf zu kennen.
3Energie einer LadungAFB I
Eine Ladung \(q=3{,}0\,\mathrm{mC}\) durchläuft die Spannung \(U=9{,}0\,\mathrm V\).
Berechnen Sie die umgesetzte Energie \(W\) in Millijoule.Setze in W = q · U ein. Achte darauf, dass 1 mC = 10−3 C sind. Trage das Ergebnis in mJ ein.
Die Rechnung lautet W = 3,0·10−3 C · 9,0 V = 2,7·10−2 J = 27 mJ. Der häufigste Fehler ist, das „m“ bei der Ladung stehen zu lassen und 27 J zu notieren — das wäre das Tausendfache. Merke dir die Kurzregel: mC mal V ergibt direkt mJ.