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Die Gemeinde Mittelberg im Kleinwalsertal mit den Orten Hirschegg und Riezlern ist nur über eine einzige Straße von der bayerischen Nachbargemeinde Oberstdorf aus zu erreichen. Von Stuttgart benötigen Sie ins Kleinwalsertal 2, 5 Stunden. Riezlern kleinwalsertal ferienwohnung mit hund 14. Touristisch ist das Kleinwalsertal gut erschlossen und ausgerüstet: Hotels, Pensionen, Ferienwohnungen und Ferienhäuser bieten Gästen aller Altersgruppen, jungen Familien mit Kindern, Senioren und Urlaubern mit Hund Unterkunft während ihres Aufenthalts. Aus Ihrer Unterkunft haben Sie in Ihrem Urlaub mit Hund einen spektakulären Blick auf Nebelhorn, Widderstein und das ganze Kleinwalsertal. Ob Sie im Kleinwalsertal also ein Hotel mit Ihrem Hund buchen möchten, eine Ferienwohnung oder eine Ferienhaus – im Kleinwalsertal stehen Ihnen für einen Urlaub mit Hund alle Türen offen. Ein Urlaub mit Hund im Kleinwalsertal lohnt sich zu jeder Jahreszeit. Hier im Kleinwalsertal finden Sie neben anspruchsvollen Bergwanderrouten durchs gebirgige Gelände auch ein großes und gut beschildertes Angebot an einfachen Wanderwegen und mit dem Mindelheimer Klettersteig und dem Zwei Länder Klettersteig zwei beliebte Klettersteige.
c) Berechnen Sie den Betrag der elektrischen Feldstärke E. d) Berechnen Sie den Geschwindigkeitsbetrag |v| und den Ablenkwinkel b der Ionen beim Durchfliegen der Blende B 2. Aufgabe 58 (Elektrizitätslehre, Kondensatoren) a) Kondensatoren sind in vielen Bereichen der Technik unentbehrliche Bauelemente. Erläutern Sie ein Beispiel für die Anwendung von Kondensatoren. b) Nennen Sie die Definition des Begriffes "Elektrisches Feld" und stellen Sie den Zusammenhang zur Größe "Elektrische Feldstärke" her. c) Ein Plattenkondensator (Plattenabstand 4, 00 mm; Plattenfläche 520 cm 2; Dielektrikum Luft) wird bei einer Ladespannung von 2000 V aufgeladen und nach dem Ladevorgang wieder von der Spannungsquelle getrennt. Berechnen Sie die Kapazität des Kondensators sowie den Betrag der Ladung. d) In den Innenraum wird nun eine 4, 00 mm dicke Glasplatte geschoben. In welcher Weise ändert sich dadurch die Kapazität? Begründen Sie Ihre Aussage. (e r = 5) e) Berechnen Sie die Kapazität jeweils für den Fall, dass die Glasplatte den Innenraum vollständig bzw. genau zur Hälfte ausfüllt.
Aufgabe 45 (Elektrizitätslehre, Ladungen) Ein Elektron tritt mit einer Anfangsgeschwindigkeit v 0 > 0 in ein homogenes elektrisches Feld ein. Formulieren Sie jeweils eine Aussage über Bahnform und Bewegungsart dieses Elektrons für folgende Fälle: Der Eintritt des Elektrons in das elektrische Feld erfolgt - parallel zu den Feldlinien, - senkrecht zu den Feldlinien. Begründen Sie Ihre Aussagen. Hilfe: Gleichung der Bahnkurve für den Fall -senkrecht zu den Feldlinien: Aufgabe 46 (Elektrizitätslehre, Ladungen) Zweifach positiv geladene Ionen der Masse m = 1, 5*10 -26 kg bewegen sich mit der Geschwindigkeit v 0 = 1, 64*10 5 m/s durch die Blende B 1 und treten nach der Länge l = 50, 0 mm bei der Blende B 2, die um b = 12, 0 mm versetzt ist, wieder aus. Zwischen den Blenden herrscht ein homogenes elektrisches Feld in y-Richtung. a) Welche Spannung ist notwendig, um die Ionen auf die Geschwindigkeit v 0 zu beschleunigen? b) Berechnen Sie die Zeit, die die Ionen für die Strecke von B 1 nach B 2 brauchen.
Es wird in einem homogenen elektrischen Feld aus der Ruhe heraus parallel zu den elektrischen Feldlinien auf die Geschwindigkeit 2, 10×10 5 m×s -1 beschleunigt. Berechnen Sie die dafür notwendige Beschleunigungsspannung. b) Ionen gleicher Ladung und verschiedener Masse treten mit der Geschwindigkeit 2, 10·10 5 m×s -1 senkrecht zu den Feldlinien in ein zeitlich konstantes und homogenes Magnetfeld ein. Innerhalb des Feldes bewegen sich die Ionen auf Kreisbögen unterschiedlicher Radien. Die Auftrefforte werden durch einen Detektor bestimmt. Die Abbildung zeigt das Prinzip der Anordnung. Ein einfach geladenes Ion der Masse 3, 65·10 -26 kg tritt in das Magnetfeld ein. Der Radius der Kreisbahn beträgt 0, 12 m. Begründen Sie, dass eine Kreisbahn entsteht und berechnen Sie die Flussdichte des Magnetfeldes. c) Ein Ion größerer Masse durchläuft eine Kreisbahn mit anderem Radius. Entscheiden Sie, ob dieser größer oder kleiner ist. Begründen Sie Ihre Entscheidung. d) Um eine einheitliche Geschwindigkeit für alle Ionen zu erreichen, durchlaufen die Ionen gleichzeitig ein Magnetfeld der magnetischen Flussdichte 0, 60 T und ein von einem geladenen Plattenkondensator erzeugtes homogenes elektrisches Feld.
Zeigen Sie, dass diese Spannung 4, 5 kV beträgt. b) Für die Flugbahn der Elektronen vom Ort Q aus ergibt sich folgende Abhängigkeit der Geschwindigkeit von der Flugzeit: t in 10 -9 s 0 1, 0 3, 0 5, 0 6, 0 7, 0 10, 0 v in 10 7 s 0, 8 2, 4 4, 0 2, 9 13, 0 17, 0 18, 5 21, 0 26, 0 30, 0 31, 0 1, 9 0, 5 -0, 9 -2, 7 -4, 0 Zeichnen Sie ein v(t)-Diagramm und interpretieren Sie es. Nehmen Sie dazu Bezug auf die Versuchsanordnung. c) Im folgenden Teilversuch wird die Blackbox gleichzeitig von einem elektrischen und einem magnetischen Feld durchsetzt. Die Ausrichtung und Stärke beider Felder sind so eingestellt, dass die Elektronen an der Stelle S mit der Eintrittsgeschwindigkeit ankommen. Beschreiben Sie, wie die Felder orientiert sind. d) Das elektrische Feld in der Blackbox wird durch eine Spannung von 1, 5 kV erzeugt. Berechne Sie die elektrische Feldstärke und die magnetische Flussdichte. e) Die Elektronen sollen nun die Blackbox durch die Öffnung T verlassen. Das kann sowohl durch ein elektrisches Feld oder durch ein magnetisches Feld erreicht werden.
Bestimmen Sie den Abstand von Elektron und Proton (den sog. Bohrschen Radius). c) Berechnen Sie die Geschwindigkeit, mit der sich ein Elektron in einem Abstand von $5, 29 \cdot 10^{-11} \text{ m}$ um den Kern bewegt. a) Beschreiben Sie einen Prozess, mit dem freie Elektronen erzeugt werden können. Die erzeugten Elektronen werden durch eine Spannung von $2 \text{ kV}$ beschleunigt. b) Berechnen Sie die mittlere Geschwindigkeit, die die Elektronen nach der Beschleunigung aufweisen. Mit dieser Geschwindigkeit treten sie parallel zu den Platten in ein homogenes elektrisches Feld eines Plattenkondensators ein. An den Platten liegt eine Spannung von $400 \text{ V}$ an; ihr Abstand beträgt $2 \text{ cm}$. c) Welche Art von Kräften wirken auf die Elektronen (besser: auf ein Elektron)? Geben Sie die Beträge an. d) Skizzieren Sie die Bewegungsbahn des Elektrons im elektrischen Feld des Plattenkondensators. Angenommen, der Plattenkondensator habe eine Länge von $5 \text{ cm}$. e) Mit welcher Ablenkung aus der waagerechten Linie treten die Elektronen aus dem Kondensator wieder aus?
Entscheiden Sie, durch welches der beiden Felder der Austrittswinkel α gleich 90° sein kann. Begründen Sie Ihre Entscheidung. f) Die Elektronen verlassen in einem weiteren Teilversuch die Blackbox im Punkt S mit der Geschwindigkeit v 0 und treten in einen Kondensator mit gekrümmten Platten ein. Die elektrische Feldstärke von ist so gewählt, dass die Elektronen genau auf der gestrichelten Bahn weiterfliegen. Berechnen Sie den Bahnradius r. g) Die Elektronen bewegen sich mit einer recht großen Geschwindigkeit. Damit ändert sich aber gemäß der Relativitätstheorie ihre Masse entsprechend der Gleichung Dabei ist m e die Ruhemasse des Elektrons und v die Vakuumlichtgeschwindigkeit. Wie weicht die Flugbahn der Elektronen bei Berücksichtigung der relativistischen Masse von der gestrichelten Bahn ab? Aufgabe 1250 (Elektrizitätslehre, Ladungen im elekt. Feld) Im Folgenden soll die Ablenkung eines Elektronenstrahls in verschiedenen Feldern untersucht werden. Dazu wir die in der Abbildung skizzierte Anordnung verwendet.
Berechnen Sie die elektrische Feldstärke, damit der Betrag der elektrischen Kraft auf ein Ion genau so groß ist, wie der Betrag der im Magnetfeld auf dieses Ion wirkenden Lorentzkraft. (GK Sachsen 2018)