D C + 100 V φ0 φ2 φ1 φ3 φ4 B A

Link-Ebene Physik
Lehrplananbindung: 11.1 Statisches elektrisches Feld
Kompetenzen: Neben den Fachkenntnissen liegt der Schwerpunkt bei
Erkenntnisgewinnung
Kommunikation
Bewertung
Fachmethoden beschreiben
Mit vorgegebenen Darstellungsformen
arbeiten
Vorgegebene Bewertungen
nachvollziehen
Fachmethoden nutzen
Geeignete Darstellungsformen
nutzen
Vorgegebene Bewertungen
beurteilen und kommentieren
Fachmethoden problembez.
auswählen u. anwenden
Darstellungsformen selbständig
auswählen u. nutzen
Eigene Bewertungen vornehmen
Aufgabenbeispiel: Energie und Potential im homogenen elektrischen Feld
Die folgende Abbildung zeigt fünf äquidistante Äquipotentiallinien im elektrischen Feld eines
Plattenkondensators.
+ 100 V
A
B
C
D
ϕ 0
ϕ 1
ϕ 2
ϕ 3
ϕ 4
a) Geben Sie die Potentiale ϕ 0 bis ϕ 4 an.
Eine negative Probeladung q 1 = - 4,0 ⋅ 10 -19 C werde im dargestellten elektrischen Feld verschoben.
Geben Sie die Änderung der potentiellen Energie an
b) bei Verschiebung von C nach D;
c) bei Verschiebung von D nach C;
d) bei Verschiebung von A nach B;
e) bei Verschiebung von D nach A;
f) bei Verschiebung von D nach B.
Entscheiden und begründen Sie, ob die Aussage richtig oder falsch ist:
g) Bei Verwendung einer positiven Probeladung q 2 = +4,0 ⋅ 10 -19 C ändert sich bei den Ergebnissen
von b) bis f) lediglich das Vorzeichen.
h) Bei Verwendung einer positiven Probeladung q 2 = +4,0 ⋅ 10 -19 C ändert sich bei den angegebenen
Potentialen ϕ 0 bis ϕ 4 das Vorzeichen.

Lösungen:
a) ϕ 0 = 100 V; ϕ 1 = 75 V; ϕ 2 = 50 V; ϕ 3 = 25 V; ϕ 4 = 0 V.
−17
b) ∆ E = + 1,0 ⋅10
J
pot
−17
c) ∆ E = −1,0
⋅10
J
pot
d) ∆ E pot
= 0 J
−17
e) ∆ E = −2,0
⋅10
J
pot
−17
f) ∆ E = −2,0
⋅10
J
pot
g) richtig; da ∆ = q ⋅ ∆ϕ
E pot
h) falsch; das Potential ist eine von der Probeladung unabhängige Größe.