Test-Prüfung Nr.1 5Ra

Test-Prüfung Nr.3
6Sa
Elektrostatik, Laden und
Entladen eines Kondensators
Punkte:
Name:
Note:
Die Aufgaben müssen immer mit einem vollständigen, nachvollziehbaren Lösungsweg gelöst sein. „Nackte“
Resultate geben keine Punkte!
Achte auf die Einheiten! (Falsche Einheiten geben ½ Punkt Abzug.)
Resultate sind, falls nicht anders vermerkt, in den Grundeinheiten und sinnvoll gerundet anzugeben.
Viel Glück!!!
1) Ein Widerstand von 3,00MΩ und ein Kondensator der Kapazität 1,00 μF werden mit einer
idealen Batterie der Spannung U = 4,0V in Reihe geschaltet. Wie groß sind die zeitlichen
Raten, (a) mit der die Ladung des Kondensators zunimmt, (b) mit der Energie im
Kondensator gespeichert wird, (c) mit der elektrische Energie im Widerstand dissipiert
wird, (d) mit der die Batterie Energie liefert, zum Zeitpunkt 1,00 s nachdem der
Stromkreis geschlossen wurde (4P)
2) Der Kerndurchmesser eines Atoms Plutonium 239 mit der Kernladungszahl Z = 94 beträgt
6,64 fm. Nehmen wir an, die positive Ladung sei homogen über das Kernvolumen verteilt.
Welchen Betrag und welche Richtung hat das von dieser positiven Ladung an der
Oberfläche des Kerns erzeugte elektrische Feld (4P)
3) Zwei Teilchen sind betragsgleich (2,0 ∙ 10 −7 C), aber entgegengesetzt geladen und im
Abstand von 15 cm voneinander fixiert. Ermittle Betrag und Richtung des elektrischen
Felds E im Mittelpunkt der Verbindungslinie beider Ladungen. (4P)
4) Wie in der Abbildung dargestellt seien drei geladene Teilchen in den Abständen d auf
einer Linie angeordnet. Die Ladungen q 1 und q 2 seien ortsfest. Die Ladung q 3 sei frei
beweglich, befinde sich aber im Kräftegleichgewicht (d. h., die auf q 3 wirkende,
resultierende elektrostatische Kraft sei null).Drücke q 1 durch q 2 aus. (4P)
5) Die Abbildung zeigt zwei kleine, leitende Kugeln mit identischer Masse
m und identischer Ladung q, die an isolierenden Fäden der Länge L
hängen. Nimm den Winkel θ als hinreichend klein an, so dass man tan θ
durch sin θ annähern kann. (a) Zeige, dass im Gleichgewicht gilt:
Dabei bezeichne x den Abstand zwischen den Kugeln. (b) Berechne q
für L = 120 cm, m = 10 g und x = 5,0 cm. (4P)