Version vom 23. Januar 2015, 11:39 Uhr

Auf dieser Seite werden nochmal die Arbeitsblätter, Aufgaben (mit Lösungen) und Dokumente hochgeladen, mit denen wir während meines Unterrichts im Dezember und Januar gearbeitet haben... Grüße, Robert Bugaj

Bewegte Ladung im Magnetfeld

Lorentzkraft auf stromdurchflossene Leiter

In einem Demonstrationsversuch mit einem stromdurchflossenen Leiter zwischen den Polen eines Hufeisenmagnets wurde festgestellt, dass das Magnetfeld eine Kraft auf den Leiter ausübt.

Mit Hilfe einer weiteren Versuchsreihe sollte die Formel für die Lorentzkraft auf stromdurchflossene Leiter ermittelt werden. Ergebnis:

.

Dabei bezeichnet l die Leiterlänge im Metern, I die Leiterstromstärke in Ampère und B die magnetische Flussdichte.

Die Richtung der Lorentzkraft kann mit der Drei-Finger-Regel ermittelt werden.

Aufgaben zur Lorentzkraft auf stromdurchflossene Leiter finden sich hier: http://wikis.zum.de/kas/Datei:Aufgabenblatt_zur_Lorentzkraft_auf_stromdurchflossene_Leiter.pdf

Eine weitere Aufgabe findet sich hier: http://wikis.zum.de/kas/Datei:Aufgabe_zur_Wiederholung_der_Lorentzkraft_auf_stromdurchflossene_Leiter.pdf

Die Lösungen zu den Aufgaben finden sich hier:

Lorentzkraft auf freie Ladungsträger

Herleitung der Formel

Die Lorentzkraft wird jetzt auch für freie Ladungsträger, zunächst Elektronen, betrachtet. Die Formel für den Betrag der Lorentzkraft lautet dann .

Hierbei ist e die Ladung des Elektrons (Elementarladung) und v seine Geschwindigkeit. B bezeichnet wieder die magnetische Flussdichte. Die Anleitung für die Herleitung findet sich hier: http://wikis.zum.de/kas/Datei:Anleitung_Herleitung_Formel_Lorentzkraft_auf_freie_Ladungstr%C3%A4ger.pdf

Die Richtung der Lorentzkraft kann wieder mit der Drei-Finger-Regel ermittelt werden.

Fadenstrahlrohr

Ein Fadenstrahlrohr lässt sich schematisch wie folgt darstellen:

Das Arbeitsblatt mit den Hypothesen über die Bahn der Elektronen im Fadenstrahlrohr findet sich hier: http://wikis.zum.de/kas/Datei:Arbeitsblatt_Hypothesen_Fadenstrahlrohr.pdf

Dass sich im Fadenstrahlrohr (bei entsprechender Geschwindigkeit bzw. ausreichender magnetischer Flussdichte) eine Kreisbahn ergibt, wurde anhand des nächsten Arbeitsblatts erarbeitet: http://wikis.zum.de/kas/Datei:Arbeitsblatt_Erkl%C3%A4rung_Fadenstrahlrohr.pdf