Übungen zur Physik - RUBION

Übungen zur Physik
Kurs 16 - Elektrizitätslehre
Elektrische Ladung
1. Aufgabe: Welche Gesamtladung haben alle Protonen in 1,00 kg Kohlenstoff?
Coulombsches Gesetz
2. Aufgabe: Ein Wasserstoffatom besteht aus einem Proton im Atomkern und einem sich darum bewegenden Elektron.
a) Berechne die Coulomb-Kraft, die das Proton auf das Elektron ausübt.
b) Berechne die Gravitationskraft, die das Proton auf das Elektron ausübt.
c) Vergleiche beide Kräfte miteinander
Der Abstand zwischen dem Elektron und dem Proton wird auch Bohrscher Radius genannt und beträgt rund 5,29 · 10 −11 m.
Das Elektron hat eine Masse von rund 9,1 · 10 −31 kg und das Proton rund 1,67 · 10 −27 kg. Die Gravitationskonstante G
beträgt rund 6,67 · 10 −11 m 3 /(kg s 2 ). Die Gravitationskraft berechnet sich wie folgt, wobei m 1 und m 2 die Massen der
beteiligten Körper sind und r deren Abstand zueinander:
F G = G · m1 · m 2
r 2
3. Aufgabe: Zwei punktförmige Teilchen sind durch einen Abstand von 0,6 m voneinander getrennt und tragen eine
Gesamtladung von 200 µC. Bestimme die Ladung jedes der beiden Teilchen, wenn sie sich mit einer Kraft von 80 N
anziehen. (Tipp: Es ist eine quadratische Gleichung zu lösen.)
Elektrisches Feld
4. Aufgabe: Berechne das Elektrische Feld, das ein Sauerstoff-Kern in einem Abstand von 10 −10 m erzeugt.
Der Plattenkondensator
5. Aufgabe: An einem Plattenkondensator mit quadratischen Platten der Kantenlänge 0,5 cm, deren Abstand 1 mm
beträgt, liegt eine Spannung von 5 V an.
a) Berechne die Ladung des Kondensators.
b) Berechne die gespeicherte Energie.
c) Berechne die Kapazität des Kondensators.

Gleichstromkreise
6. Aufgabe: Gegeben ist folgender Stromkreis.
+
− U 0
C 4
C 1
C 2
C 3 C 3 = 15 µF
C 1 = 5 µF
C 2 = 8 µF
C 4 = 30 µF
U 0 = 5 V
a) Berechne die Gesamtkapazität aller Kondensatoren.
b) Wieviel Energie kann hier insgesamt gespeichert werden?
c) Welche Spannung liegt an jedem einzelnen Kondensator an?
7. Aufgabe: Gegeben ist folgender Stromkreis.
+
− U 0
R 1
R 2
R 4 R 5 = 100 Ω
R 5
R 4 = 800 Ω
R 1 = 1 kΩ
R 3
R 2 = 2 kΩ
R 3 = 700 Ω
U 0 = 10 V
a) Berechne den Gesamtwiderstand.
b) Welche Spannung liegt an jedem einzelnen Widerstand an?
c) Welcher Strom fließt durch jeden einzelnen Widerstand?
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