Beispiel einer 1. Schulaufgabe - FOS-Friedberg
Beispiel einer 1. Schulaufgabe - FOS-Friedberg Beispiel einer 1. Schulaufgabe - FOS-Friedberg
Wechselstromkreis 1.0 Das abgebildete Liniendiagramm bezieht sich auf ein ideales Bauteil an Wechselspannung. 1.1 Geben Sie die Art des Bauteils an und skizzieren Sie zu diesem Bauteil den prinzipiellen Verlauf des Blindwiderstands als Funktion der Frequenz. 1.2 Die Stromfunktion lautet: unter Verwendung der für dieses Bauteil charakteristischen Größe. Parallelschaltung im Wechselstromkreis . Bestimmen Sie die Funktion 2.0 Am Netz ( , ) liegt eine elektrische Anlage, in der ein ohmscher Widerstand und ein induktiver Blindwiderstand parallel geschaltet sind. Die Spannung eilt dem Gesamtstrom um voraus. 2.1 Zeichnen Sie für die gegebene Parallelschaltung ein maßstäblich korrektes Zeigerdiagramm für die reziproken Widerstände , und (Maßstab: und ermitteln Sie aus dem Diagramm den Scheinwiderstand Z der Parallelschaltung. 2.2 Berechnen Sie die Kapazität C des Kondensators, den man parallel zur beschriebenen Anlage schalten muss, damit die Spannung dem Gesamtstrom nur noch um vorauseilt. Schwingkreis Fachoberschule Friedberg Klasse 13 T 1. Schulaufgabe im Fach Physik 3.0 Ein ungedämpfter Schwingkreis besteht aus einer Spule mit der Induktivität und einem Kondensator mit der Kapazität C = 8,00 nF. Zum Zeitpunkt ist der Kondensator mit maximal aufgeladen. 3.1 Zum Zeitpunkt ist die im Schwingkreis gespeicherte magnetische Energie fünfmal so groß wie die gespeicherte elektrische Energie. Berechnen Sie den Wert für die elektrische Energie zu diesem Zeitpunkt. 3.2 Berechnen Sie den Effektivwert der Stromstärke in diesem Schwingkreis. U, I I U BITTE WENDEN!!! t ) 3 2 4 7 6 4
- Seite 2: Doppelspalt in der Wellenwanne 4.0
Wechselstromkreis<br />
<strong>1.</strong>0 Das abgebildete Liniendiagramm bezieht sich auf<br />
ein ideales Bauteil an Wechselspannung.<br />
<strong>1.</strong>1 Geben Sie die Art des Bauteils an und skizzieren<br />
Sie zu diesem Bauteil den prinzipiellen Verlauf<br />
des Blindwiderstands als Funktion der Frequenz.<br />
<strong>1.</strong>2 Die Stromfunktion lautet:<br />
unter Verwendung der für dieses Bauteil charakteristischen Größe.<br />
Parallelschaltung im Wechselstromkreis<br />
. Bestimmen Sie die Funktion<br />
2.0 Am Netz ( , ) liegt eine elektrische Anlage, in der ein ohmscher<br />
Widerstand und ein induktiver Blindwiderstand parallel geschaltet sind.<br />
Die Spannung eilt dem Gesamtstrom um voraus.<br />
2.1 Zeichnen Sie für die gegebene Parallelschaltung ein maßstäblich korrektes<br />
Zeigerdiagramm für die reziproken Widerstände<br />
,<br />
und<br />
(Maßstab:<br />
und ermitteln Sie aus dem Diagramm den Scheinwiderstand Z der Parallelschaltung.<br />
2.2 Berechnen Sie die Kapazität C des Kondensators, den man parallel zur beschriebenen<br />
Anlage schalten muss, damit die Spannung dem Gesamtstrom nur noch um<br />
vorauseilt.<br />
Schwingkreis<br />
Fachoberschule <strong>Friedberg</strong> Klasse 13 T<br />
<strong>1.</strong> <strong>Schulaufgabe</strong> im Fach Physik<br />
3.0 Ein ungedämpfter Schwingkreis besteht aus <strong>einer</strong> Spule mit der Induktivität<br />
und einem Kondensator mit der Kapazität C = 8,00 nF. Zum Zeitpunkt ist der<br />
Kondensator mit maximal aufgeladen.<br />
3.1 Zum Zeitpunkt ist die im Schwingkreis gespeicherte magnetische Energie fünfmal<br />
so groß wie die gespeicherte elektrische Energie. Berechnen Sie den Wert für die<br />
elektrische Energie zu diesem Zeitpunkt.<br />
3.2 Berechnen Sie den Effektivwert der Stromstärke in diesem Schwingkreis.<br />
U, I<br />
I<br />
U<br />
BITTE WENDEN!!!<br />
t<br />
)<br />
3<br />
2<br />
4<br />
7<br />
6<br />
4
Doppelspalt in der Wellenwanne<br />
4.0 Nebenstehende Ne<br />
nicht maßstäbliche Skizze<br />
zeigt eine Wasserwellenwanne, in der ein<br />
punktförmiger Erreger im Punkt P<br />
(Frequenz positioniert ist.<br />
Eine Wand mit einem Doppelspalt trennt<br />
die Wanne in zwei Halbebenen. Vom<br />
Erreger gehen kreisförmige Wellen mit der<br />
konstanten Amplitude 4,0 mm aus. Zum<br />
Zeitpunkt t=0 beginnt der Erreger aus der<br />
Ruhe nach oben zu schwingen. Nach<br />
800 ms erreicht die Welle den Spalt .<br />
4.1 Geben Sie die Wellengleichung der Wasserwelle in der linken Halbebene mit<br />
eingesetzten Zahlenwerten an. x ist hierbei der Abstand des Beobachtungspunkts<br />
vom Punkt P. (Zwischenergebnis: )<br />
4.2.0 Nach einiger Zeit haben beide gebeugten Wellen die Halbebene rechts vom Doppelspalt<br />
vollkommen erfasst. Zwei kleine Schwimmer aus Kork mit vernachlässigbarer Masse<br />
werden als Empfänger benutzt. Einer schwimmt im Punkt Q auf der Mittelsenkrechten<br />
zwischen beiden Spalten, der andere schwimmt im Punkt R.<br />
4.2.1 Weisen Sie nach, dass der Schwimmer im Punkt Q zu jedem Zeitpunkt ruht.<br />
4.2.2 Berechnen Sie die Phasenverschiebung beider gebeugter Wellenzüge im Punkt R<br />
als Vielfaches von und berechnen Sie mit Hilfe eines Zeigerdiagramms die Amplitude<br />
des Schwimmers im Punkt R. (Zwischenergebnis: )<br />
Optisches Gitter<br />
5.0 Ein Gitter mit der 570 Gitterkonstante<br />
Spalten pro wird mit dem gelben<br />
Licht <strong>einer</strong> Natriumdampflampe beleuchtet. Das Licht<br />
dieser Lampe besteht aus Licht zweier verschiedener<br />
Wellenlängen, wobei die kl<strong>einer</strong>e Wellenlänge<br />
beträgt. Befindet sich der Schirm in der<br />
Entfernung vom Gitter, so sind die<br />
Hauptmaxima erster Ordnung der beiden Lichtsorten<br />
auf dem Schirm voneinander entfernt.<br />
5.1 Berechnen Sie aus diesen Angaben die größere Wellenlänge .<br />
Hinweis: Benutzen Sie NICHT die Näherung und runden Sie NICHT bei<br />
Zwischenergebnissen!<br />
© Schiller<br />
P<br />
d=10,0 cm<br />
p =14,0 cm<br />
Gitter<br />
Schirm<br />
Licht<br />
r =22,0 cm<br />
R<br />
Q<br />
3<br />
5<br />
8<br />
8