1 Metallstab auf Schienen 2 RC-Kreis 3 ... - Universität Bern

Physikalisches Institut
Universität Bern
Übungen zu Physik I - Aufgaben Serie 6
Für Nebenfach Physik
Frühlingssemester 2011
1 Metallstab auf Schienen
Der Stab in der Abbildung habe den Widerstand R. Der Widerstand der Schienen sei
vernachlässigbar. An die Punkte 1 und 2 werde eine Spannungsquelle U 0 angeschlossen.
Zum Zeitpunkt t = 0 sei der Stab in Ruhe. Bestimmen Sie die Kraft auf den Stab als
Funktion der Geschwindigkeit. Zeigen Sie, dass der Stab eine Endgeschwindigkeit erreicht.
Wie gross ist die Stromstärke, wenn der Stab seine Endgeschwindigkeit erreicht? Der Stab
bewege sich in einem homogenen Magnetfeld B.
2 RC-Kreis
An einem RC-Kreis sei eine effektive Spannung von 100 V angelegt. Über dem Kondensator
liege eine Spannung von 80 V. Berechnen Sie die Spannung über dem Widerstand.
3 Schwingkreis
Ein Kondensator der Kapazität 2 µF werde auf 20 V aufgeladen und dann mit einer Spule
der Induktivität 6 µH verbunden. Berechnen Sie die Frequenz dieses Schwingkreises und
die Amplitude I 0 (Scheitelwert) des Stroms.
Serie 6

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Frühlingssemester 2011
4 Tiefpass
An die Eingänge der beiden gezeigten Vierpole wird die gleiche Wechselspannung ÛE
gelegt. Wie gross muss die Induktivität L als Funktion von C, R 1 und R 2 gewählt werden,
damit die Ausgangspannungen ÛA und ÛB in Betrag und in Phase gleich sind?
5 Zusätzliche Übungsaufgaben
5.1 RCL als Frequenzfilter
Ein Wirkwiderstand R = 10Ω, eine Induktivität L = 2 mH und eine Kapazität C = 10µF
sind in Reihe geschaltet und liegen an einem Generator, der eine Wechselspannung mit
der Amplitude U 0 = 100 V und der Frequenz 1 kHz liefert. Berechnen Sie die Spannungsamplituden,
die über der Kapazität bzw. der Induktivität abfallen.
Serie 6