Fragen 11
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Elektrostatik

Gymnasium 3. Physik GYM PH 1

Ein Physik-Kwiiz (Sekundarstufe II) zur Elektrostatik: die zwei Ladungsarten, Ladungserhaltung, Leiter und Isolatoren, coulombsches Gesetz (mit 1/r²), elektrisches Feld (F = qE), Influenz und Erdung. Mit echten Überraschungen (die elektrische Kraft, die die Gravitation weit übertrifft, der faradaysche Käfig, der im Auto schützt, der Ballon an der Wand, der Blitz) und zwei Rechnungen auf Maturitätsniveau.

Lernziel · Gymnasiallehrplan

GYM PH 1 — Grundlagenfach: Physik.

Vorschau der Fragen

1Ziehen sich die beiden Objekte in jedem Fall an oder stossen sie sich ab?

Kategorien:

Sie ziehen sich anSie stossen sich ab

Zu ordnende Begriffe:

Ein Elektron und ein ProtonEin geladenes Lineal und neutrales PapierEine positive und eine negative LadungZwei an den Haaren geriebene BalloneZwei negative LadungenZwei Protonen
2Wenn man einen Ballon an den Haaren reibt: Woher kommt die elektrische Ladung, die der Ballon erhält?
Von Elektronen, die den Haaren entrissen und auf den Ballon übertragen werdenDer Ballon gibt seine Elektronen an die Haare ab und wird positivProtonen werden den Haaren entrissen und setzen sich auf dem Ballon festElektronen aus der Umgebungsluft setzen sich auf dem Ballon fest
3Die elektrische Kraft zwischen zwei Ladungen folgt einem 1/r²-Gesetz (coulombsches Gesetz). Wenn man ihren Abstand verdreifacht: Durch wie viel wird die Kraft geteilt?

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4Zwischen zwei Elektronen übertrifft die elektrische Abstossung ihre gravitative Anziehung bei Weitem.
RichtigFalsch
5Warum ist man während eines Gewitters in einem Auto relativ sicher?
Die Gummireifen isolieren das Auto perfekt vom BodenDie Metallkarosserie leitet den Blitz rund um uns herumDie Reifen entladen das Auto im Lauf der Zeit sanft zum BodenDie Insassen sitzen tiefer als das Dach, also nicht im Weg des Blitzes
6Ein Staubkorn mit der Ladung 2 µC (2×10⁻⁶ C) und der Masse 8×10⁻⁶ kg befindet sich in einem elektrischen Feld von 400 N/C. Welche Beschleunigung (in m/s²) erteilt ihm die elektrische Kraft allein?

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7Ordne jedem Begriff der Elektrostatik die Situation zu, die ihn veranschaulicht.

Paarweise zuordnen:

LeiterIsolatorInfluenz (auf Distanz)Erdung
der dritte Stift eines Steckersder Gummigriff eines Schraubenziehersein Lineal lenkt einen Wasserstrahl abvom Blitz getroffener Flugzeugrumpf
8Ein geladener Ballon, der an einer Wand klebt, fällt immer irgendwann herunter, und zwar umso langsamer, je feuchter die Luft ist.
RichtigFalsch
9Woher kommt der riesige Ladungsunterschied, der schliesslich einen Blitz auslöst?
Aus der Ionisierung der Luft durch kosmische Strahlung aus dem WeltallAus der Kondensation des Dampfs, die in der Wolke Ionen freisetztAus der Reibung der Eiskristalle, die die Ladungen in der Wolke trenntAus der raschen Verdunstung des Wassers, die Ladungen nach oben trägt
10Zwischen zwei Platten im Abstand von 2 cm liegt eine Spannung von 100 V. Wie gross ist die elektrische Feldstärke (in V/m) zwischen ihnen?

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11Wozu dient der spitze Blitzableiter auf dem Dach von Gebäuden?
Den Blitz anzuziehen, um ihn danach von den Bewohnern fernzuhaltenAus dem eingefangenen Blitz gratis Elektrizität zu gewinnenGewitterwolken mit seiner geladenen Metallspitze abzustossenDen Blitz zur Erde zu leiten, ohne dass er das Gebäude durchquert

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