Die Lorentzkraft auf ein Elektron Die Lorentzkraft auf

Die Lorentzkraft auf ein Elektron
1) Ein Elektron bewegt sich in einem l = 20 cm langen
Leiter mit einer Geschwindigkeit von v = 10 mm
. Wels
PSfrag
replacements
che Zeit ben¨otigt das Elektron, um den Leiter zu durchqueren?
Physik–Sp
v
2) In dem Leiter befinden sich n = 1020 Elektronen, dief(x)
sich durchschnittlich mit v = 10 mm
bewegen. Wie großg(x)
s
ist die Stromst¨arke I? (Tipp: Welche Bedeutung hat dieh(x)
Stromst¨arke anschaulich? Wie ist sie definiert?)
l
B
3) Der Leiter befindet sich in einem Magnetfeld der St¨arke B = 1 Tesla. Wie groß ist die Lorentzkraft
FL auf den Leiter? Wie groß ist die Lorentzkraft auf ein einzelnes Elektron? Finde eine allgemeine
Formel f¨
ur die Lorentzkraft, die auf ein Elektron im Magnetfeld wirkt.
Die Lorentzkraft auf ein Elektron
1) Ein Elektron bewegt sich in einem l = 20 cm langen
Leiter mit einer Geschwindigkeit von v = 10 mm
. Wels
PSfrag
che Zeit ben¨otigt das Elektron, um den Leiter
zureplacements
durchqueren?
2) In dem Leiter befinden sich n = 1020 Elektronen, dief(x)
sich durchschnittlich mit v = 10 mm
bewegen. Wie großg(x)
s
ist die Stromst¨arke I? (Tipp: Welche Bedeutung hat dieh(x)
Stromst¨arke anschaulich? Wie ist sie definiert?)
Physik–Sp
v
l
B
3) Der Leiter befindet sich in einem Magnetfeld der St¨arke B = 1 Tesla. Wie groß ist die Lorentzkraft
FL auf den Leiter? Wie groß ist die Lorentzkraft auf ein einzelnes Elektron? Finde eine allgemeine
Formel f¨
ur die Lorentzkraft, die auf ein Elektron im Magnetfeld wirkt.
1
Die Lorentzkraft auf ein Elektron
L¨
osungen
1) v =
l
t
→t=
l
v
= 20 s
2) I =
Q
t
=Q·
v
l
=n·e·
v
l
= 0, 8 A (e = 1, 6 · 10−23 C)
3) Fgesamt = I · l · B = n · e · v · B = 0, 16 N
Felektron = e · v · B = 1, 6 · 10−21 N
2
Physik–Sp

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