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Induktion (2)


Hinweis

Diese Klassenarbeit deckt ausschließlich das Thema „Induktion“ ab. Üblicherweise umfasst eine Halbjahresklassenarbeit mehrere Themen. Um dich gezielt darauf vorzubereiten, solltest du alle Themen bearbeiten, die ihr dieses Halbjahr behandelt habt.

Aufgabe 1

Ergänze folgenden Lückentext mit den richtigen Wörtern aus der am Ende gegebenen Liste. Die Wörter können auch gar nicht oder mehrfach verwendet werden.

Das Induktionsgesetz besagt:

In einer __________________ wird eine __________________ induziert, wenn sich das __________________ ändert, das von der Spule umfasst wird.

Die __________________  ist umso größer,

  • je __________________ man die Spule im Magnetfeld bewegt;
  • je __________________ sich das Magnetfeld ändert;
  • je __________________ die Änderung des Magnetfeldes erfolgt.​

Das Magnetfeld kann durch __________________ und durch __________________ erzeugt werden.

Bei der Spule nehmen folgende Eigenschaften Einfluss auf die induzierte Spannung:

  • die __________________ und
  • die __________________.

Liste: Lorentzkraft, Magnetfeld, Linke-Hand-Regel, Hufeisenmagnet, Dauermagnet, Elektromagnet, Stabmagnet, Elektron, Spule, Windungszahl, Induktionsspannung, weniger, stärker, größer, kleiner, schneller, langsamer, Querschnittsfläche, Zusammensetzung, Ladung

  • Schwierigkeitsgrad:  1
  • Zeit:  10 Minuten
  • Punkte:  11

Aufgabe 2

Erläutere das Prinzip eines Generators am Beispiel eines Fahrraddynamos. Liefert dieser Dynamo Gleich- oder Wechselspannung? Begründe.

  • Schwierigkeitsgrad:  2
  • Zeit:  5 Minuten
  • Punkte:  6

Aufgabe 3

Berechne die fehlenden Größen, wenn der Transformator bei den Spannungsangaben unbelastet, bei den Stromstärkeangaben belastet sein soll.

  \(n_1\) \(n_2\) \(U_1 \, in\,\text V \) \(U_2 \, in \,\text V\) \(I_1\, in \,\text A\) \(I_2 \, in \,\text A\)
a) 2000 50   220 0,2  
b) 500   220 6   5
c) 200   40 2000 2  
d)   250 380 100   0,5
  • Schwierigkeitsgrad:  2
  • Zeit:  10 Minuten
  • Punkte:  8

Aufgabe 4

Bestimme jeweils die Richtungen, in die das angegebene Teilchen sich bewegen wird.

  1. Induktion (2) - Abbildung 1
  2. Induktion (2) - Abbildung 2
  3. Wie hängt der Verlauf des Teilchens von der Stärke des Magnetfeldes ab? Welche Kraft wirkt in beiden Fällen, welche Regel hast du benutzt?
  • Schwierigkeitsgrad:  2
  • Zeit:  10 Minuten
  • Punkte:  8

Aufgabe 5

Ein Elektromotor verfügt in der Regel über einen Vorwiderstand, der dazu dient, die Spannung bzw. die Stromstärke in einem begrenzten Bereich zu halten. Der Vorwiderstand kommt nur beim Einschalten des Motors zur Geltung. Im Betrieb (Volllast) spielt er keine Rolle. Es sei ein Elektromotor mit folgenden Daten gegeben: Anschlussspannung 230 V, Stromstärke bei Volllast 20,0 A, Widerstand der Ankerwicklungen 0,85 Ω, Vorwiderstand beim Anlassen 9,5 Ω.

  1. Berechne die Gegenspannung bei Volllast.
  2. Berechne die Stromstärke beim Einschalten mit und ohne Vorwiderstand.
  • Schwierigkeitsgrad:  3
  • Zeit:  10 Minuten
  • Punkte:  4
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